鈣是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需大量元素之一,通過(guò)調(diào)節(jié)不同Ca²⁺結(jié)合蛋白的活性,發(fā)揮維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和介導(dǎo)細(xì)胞感應(yīng)內(nèi)外環(huán)境信號(hào)的功能。生態(tài)學(xué)研究發(fā)現(xiàn),酸雨導(dǎo)致全球表層土壤游離Ca²⁺含量逐年下降,森林植物和淡水生物生存受到威脅。內(nèi)蒙古草原土壤從東到西,有機(jī)質(zhì)含量逐漸降低,可溶性Ca²⁺含量也隨之降低。羊草是包括內(nèi)蒙古草原在內(nèi)的、歐亞草原優(yōu)勢(shì)建群種。目前,羊草如何應(yīng)對(duì)生理性缺Ca²⁺環(huán)境,是否具有專(zhuān)屬Ca²⁺結(jié)合蛋白,基本未知。本文在建立羊草無(wú)菌培養(yǎng)和基因瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn)體系的基礎(chǔ)上,深入研究了羊草Ca²⁺依賴(lài)性生長(zhǎng)的細(xì)胞和分子機(jī)理,進(jìn)一步探索了羊草特有組氨酸富集Ca²⁺結(jié)合蛋白的生理功能,主要結(jié)論和成果如下:(1)羊草無(wú)菌培養(yǎng)和基因瞬時(shí)表達(dá)技術(shù)體系的建立。本論文用不同消毒劑對(duì)羊草種子進(jìn)行不同時(shí)間的消毒,建立了羊草種子無(wú)菌條件下均一發(fā)芽的實(shí)驗(yàn)方法,可使羊草種子發(fā)芽率達(dá)到90%以上,無(wú)染菌�；鞠緞┡浞�:5%NaClO+0.1%Triton X-100。...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 植物CA²⁺研究進(jìn)展及研究羊草CA²⁺吸收、分布的意義
    1 植物鈣研究進(jìn)展
        1.1 植物中Ca²⁺的吸收和運(yùn)輸
        1.2 植物中的鈣主要儲(chǔ)存在液泡、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)外體
        1.3 Ca²⁺作為結(jié)構(gòu)分子在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起重要作用
            1.3.1 Ca²⁺和細(xì)胞壁的硬度
            1.3.2 Ca²⁺和細(xì)胞質(zhì)膜的通透性
        1.4 Ca²⁺作為信號(hào)分子在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起重要作用
            1.4.1 特異性Ca²⁺信號(hào)
            1.4.2 Ca²⁺信號(hào)的解碼
            1.4.3 Ca²⁺的內(nèi)流
            1.4.4 Ca²⁺的外流
    2 研究羊草Ca²⁺吸收、分布的意義
        2.1 全球范圍內(nèi)表層土壤植物可利用Ca²⁺在減少
        2.2 羊草中Ca²⁺的吸收及分布還未見(jiàn)報(bào)道
第二章 羊草CA²⁺依賴(lài)生長(zhǎng)機(jī)理及特有組氨酸富集CA²⁺結(jié)合蛋白功能研究
    1.引言
    2.材料和方法
        2.1 實(shí)驗(yàn)材料
            2.1.1 植物材料
            2.1.2 菌種
            2.1.3 主要儀器
            2.1.4 相關(guān)試劑及溶液的配制
            2.1.5 相關(guān)引物信息
        2.2 實(shí)驗(yàn)方法及原理
            2.2.1 羊草種子最佳無(wú)菌發(fā)芽條件的探究
            2.2.2 羊草瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn)體系的建立
            2.2.3 羊草不同培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的生理學(xué)分析
            2.2.4 細(xì)胞學(xué)染料染色實(shí)驗(yàn)及免疫熒光實(shí)驗(yàn)
            2.2.5 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序?qū)嶒?yàn)
            2.2.6 LcHRC1基因全長(zhǎng)的克隆實(shí)驗(yàn)
            2.2.7 LcHRC1蛋白短肽離子結(jié)合特性分析
            2.2.8 DH5α大腸桿菌感受態(tài)制備
            2.2.9 GV3101/C58C1農(nóng)桿菌感受態(tài)制備
            2.2.10 Y187/Y2HGold酵母感受態(tài)制備
            2.2.11 表達(dá)載體的構(gòu)建
            2.2.12 表達(dá)載體質(zhì)粒轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌感受態(tài)
            2.2.13 表達(dá)載體質(zhì)粒轉(zhuǎn)化酵母感受態(tài)
            2.2.14 酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)
            2.2.15 蛋白的亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)
            2.2.16 獲取轉(zhuǎn)LcHRC1基因擬南芥材料
            2.2.17 擬南芥不同培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的生理學(xué)分析
            2.2.18 擬南芥干旱處理實(shí)驗(yàn)
            2.2.19 監(jiān)測(cè)擬南芥材料葉[Ca²⁺]cyt瞬時(shí)變化實(shí)驗(yàn)
            2.2.20 半定量及定量實(shí)驗(yàn)
            2.2.21 擬南芥ABA含量測(cè)定
    3.結(jié)果與分析
        3.1 羊草種子最佳無(wú)菌發(fā)芽條件為5%NaClO+0.1%Triton-X100消毒2h后避光發(fā)芽
            3.1.1 5%NaClO+0.1%TritonX-100是羊草種子首選消毒劑
            3.1.2 5%NaClO+0.1%Triton-X100消毒完整羊草種子的最佳時(shí)間為2h
        3.2 農(nóng)桿菌成功介導(dǎo)紅色熒光蛋白基因在羊草葉片表達(dá)
        3.3 低Ca²⁺特異性誘導(dǎo)羊草主根伸長(zhǎng)
        3.4 細(xì)胞學(xué)染料染色實(shí)驗(yàn)證明低Ca²⁺誘導(dǎo)羊草根積累H2O2和TAG
        3.5 低濃度H2O2誘導(dǎo)羊草主根伸長(zhǎng),抑制羊草根毛生長(zhǎng)
        3.6 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序?qū)嶒?yàn)探究低Ca²⁺特異性誘導(dǎo)羊草主根伸長(zhǎng)的分子機(jī)理
        3.7 免疫熒光實(shí)驗(yàn)證明低Ca²⁺培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的羊草根半纖維素含量增加
        3.8 羊草特有Ca²⁺結(jié)合蛋白的分析
        3.9 LcHRC1基因全長(zhǎng)的克隆及組織特異性表達(dá)分析
            3.9.1 LcHRC1基因編碼區(qū)序列沒(méi)有內(nèi)含子
            3.9.2 LcHRC1基因啟動(dòng)子區(qū)有CpG島元件,啟動(dòng)LcHRC1在羊草葉片、根中表達(dá)
        3.10 LcHRC1蛋白片段有Ca²⁺和Zn2+結(jié)合特性
        3.11 酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)證明擬南芥AtTPM1蛋白與LcHRC1蛋白相互作用
            3.11.1 LcHRC1蛋白對(duì)酵母菌Y2HGold的生長(zhǎng)沒(méi)有毒性
            3.11.2 LcHRC1蛋白不能自激活報(bào)告基因的表達(dá)
            3.11.3 酵母篩庫(kù)實(shí)驗(yàn)證明擬南芥AtTPM1蛋白可能與LcHRC1蛋白相互作用
            3.11.4 酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)證明擬南芥AtTPM1蛋白確實(shí)與LcHRC1蛋白相互作用
        3.12 羊草LcTPM1蛋白與LcHRC1蛋白相互作用
        3.13 LcHRC1蛋白定位在細(xì)胞核
            3.13.1 LcHRC1-GFP融合蛋白在煙草葉片細(xì)胞核表達(dá)
            3.13.2 LcHRC1-GFP融合蛋白在羊草葉片細(xì)胞核表達(dá)
        3.14 LcHRC1互作蛋白LcTPM1定位在細(xì)胞核
        3.15 轉(zhuǎn)LcHRC1基因擬南芥的生長(zhǎng)對(duì)ABA敏感
        3.16 LcHRC1不參與ABA代謝
        3.17 LcHRC1參與ABA依賴(lài)信號(hào)通路
        3.18 LcHRC1參與ABA依賴(lài)信號(hào)通路對(duì)干旱脅迫的應(yīng)答
        3.19 ABA處理擬南芥葉片轉(zhuǎn)LcHRC1基因擬南芥[Ca²⁺]cyt升高倍數(shù)低于野生型
        3.20 ABA抑制羊草葉片中LcHRC1基因的表達(dá)
    4.討論
    5.結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄一：英文縮略詞
    附錄二：羊草轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)分析到的Ca²⁺結(jié)合蛋白及其相關(guān)蛋白統(tǒng)計(jì)
    附錄三：LcHRC1基因側(cè)翼未知序列及LcHRC1基因序列
致謝
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本文編號(hào)：3928766