【摘 要】
:
随着土壤盐渍化的增加,全球几亿公顷的土地受到盐渍化影响。因此,在盐碱地上种植作物的耐盐能力越来越重要。目前可以通过种植盐生植物来改良盐碱地,发展盐碱化农业,防止水土流失,当务之急应将盐生植物的耐盐机理及相关耐盐基因的功能研究透彻,这样不仅有利于盐生植物对盐碱地的改良,还能够通过转基因技术将耐盐基因转入非盐生植物中,从而增强其耐盐性。二色补血草作为向外泌盐的盐生植物,能够将过剩的盐离子通过表皮的盐腺
论文部分内容阅读
随着土壤盐渍化的增加,全球几亿公顷的土地受到盐渍化影响。因此,在盐碱地上种植作物的耐盐能力越来越重要。目前可以通过种植盐生植物来改良盐碱地,发展盐碱化农业,防止水土流失,当务之急应将盐生植物的耐盐机理及相关耐盐基因的功能研究透彻,这样不仅有利于盐生植物对盐碱地的改良,还能够通过转基因技术将耐盐基因转入非盐生植物中,从而增强其耐盐性。二色补血草作为向外泌盐的盐生植物,能够将过剩的盐离子通过表皮的盐腺结构排到体外,从而避免盐害。目前二色补血草盐腺发育分子机理的研究少之又少,通过前人的研究可知,在盐腺发育过程中存在大量与盐腺泌盐相关的基因。所以本文致力于与盐腺发育早期发育相关未知功能基因的研究,探究其相关表型及功能。根据本课题组对二色补血草盐腺发育早期的三代转录组测序结果,筛选得到在盐腺发育早期高表达的Lbsgd0089、Lbsgd0109和Lbsgd0119三个基因,并对其进行全长克隆和生物信息学分析,并且构建过量表达载体和敲除载体,侵染野生型拟南芥和二色补血草,并进行相关表型观察及功能分析;通过侵染烟草表皮细胞,进行瞬时表达,对三个基因编码的蛋白质亚细胞定位进行了分析。本论文的主要结果如下:(1)根据二色补血草三代转录组测序结果,筛选到了3个在stage A和stage B时期高表达的未知功能基因Lbsgd0089、Lbsgd0109和Lbsgd0119。通过对三个基因的全长克隆,在序列检测正确的情况下,对三个基因进行了生物信息学分析。Lbsgd0089基因的碱基序列具有1212 bp,编码403个氨基酸,根据blast结果显示同源性最高的物种是石榴,而且拥有DUF707超家族结构域,但功能未知。Lbsgd0109基因的碱基序列具有1260 bp,编码419个氨基酸,blast结果显示,二色补血草Lbsgd0109与猪笼草具有相对较高的同源性,且拥有DUF4409和DUF239两个未知功能结构域。Lbsgd0119基因具有516 bp的碱基序列,编码171个氨基酸,由系统进化树可知该基因与蝴蝶兰的组蛋白H1同源性最高,并且在跨膜结构域分析中发现有五个跨膜区,属于跨膜蛋白,可能与膜分子表面的信息传递有关。(2)将Lbsgd0089、Lbsgd0109和Lbsgd0119基因序列利用同源重组的方法与表达载体相连,得到的同源产物依次转化大肠杆菌和农杆菌,侵染野生型拟南芥,除草剂筛选直至T3代,利用荧光定量PCR进行相对表达量的分析。筛选得到Lbsgd0089的纯合过表株系分别是89-OE6、89-OE1和89-OE3,Lbsgd0109的纯合过表株系为109-OE4、109-OE8和109-OE2,Lbsgd0119的纯合过表株系为119-OE6、119-OE3和119-OE2,并分别利用三个基因的三个纯合过表株系进行表型观察和功能分析。(3)分别采用0和100 m M Na Cl处理野生型拟南芥、Lbsgd0089、Lbsgd0109和Lbsgd0119基因的各拟南芥过表株系种子。结果表明,随着盐浓度的升高,野生型、Lbsgd0089、Lbsgd0109和Lbsgd0119基因的各拟南芥过表株系种子总体出现发芽率降低、发芽指数降低以及子叶长出率降低等趋势。在相同的盐浓度下,各过表株系萌发参数显著低于野生型,但是不同过表达株系之间没有显著差异,说明三个基因在萌发阶段的负调控耐盐性。为了进一步探究Lbsgd0089、Lbsgd0109和Lbsgd0119基因在抗盐机理方面的作用,我们测定了各过表株系耐盐相关基因SOS1、HKT1、NHX1、P5CS1的表达量,从结果可知,三个基因的过表株系抗盐基因的表达量均低于野生型,进一步说明三个基因过表拟南芥后,其耐盐性显著降低,对植物的耐盐性具有负调控作用。(4)烟草表皮瞬时表达对Lbsgd0089、Lbsgd0109和Lbsgd0119基因进行亚细胞定位,发现Lbsgd0089在细胞核中表达,对此我们猜测该基因可能是一种转录因子或者与核糖体的某些功能有关;Lbsgd0109和Lbsgd0119在细胞质膜中表达,猜想其可能在受体识别和信号传导等方面发挥重要的作用。具体这三个基因在二色补血草中的发育过程中起到怎样的关键作用还需进一步探究。
其他文献
多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)是一类人工合成的持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs),属于环境雌激素,上个世纪的工业生产是PCBs的主要来源。PCBs具有很强的稳定性,因此可在空气、水和土壤间长时间循环且难以降解。目前,几乎在全球生态系统的每个组分中(生物及非生物组分)都能检测到PCBs。PCBs具有亲脂性
背景和目的:上皮-间质转化(Epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)在前列腺癌的进展和转移中起重要作用。circRNA-miRNA轴与前列腺癌的发生、发展、转移等有着密切的关系。本研究的目的:筛选并鉴定发生EMT前后的前列腺癌细胞中差异表达的circRNA和miRNA;探讨circRNA-miRNA轴在前列腺癌细胞EMT过程中的分子机制,并进一步认识其作用
癌症是世界上主要的公共卫生问题之一,根据2018年世界卫生组织(WHO)统计报告,全球约有1810万新癌症病例,960万患者死于癌症,预计全球癌症病例将呈快速增长趋势,到2025年将增加到1900万,到2035年将达到2400万。全球癌症发病率的持续增长也推动了抗癌药物市场的快速发展。然而,由于获得性耐药和多种分子癌症类型,迫切需要寻找新颖,安全,有效的抗癌药物。近年来,天然产物的提取及其结构修饰
丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联是真核生物中普遍存在的信号传导模式,它通过各种受体/传感器将刺激传递到真核生物的细胞并引起细胞响应。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)由三种模块组成,分别是MAP3K(MAP2K激酶)、MAP2K(MAPK激酶)和MAPK。这些激酶通过磷酸化依次相互激活,从而将信号从受体传递到相应的下游效应因子中。蛋白质磷酸化级联将细胞外刺激与广泛的细胞反应联系起来。然而,迄今为止,
传统化石能源在开采和使用过程中带来的环境污染问题和资源枯竭问题使得未来全球能源危机日益凸显。相较于化石能源,清洁能源普遍具有污染少、储量大、可再生等特点。对清洁能源(特别是海洋中蓝色能源)的开发,将为世界能源和社会的可持续稳定发展做出重要的贡献。此外,物联网技术和便携式电子产品的飞速发展也对小型分布式电源和各类传感器提出了更高的要求。基于上述背景,摩擦纳米发电机作为一种能够有效地将环境中各种形式机
减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式,DNA仅复制一次,但经历同源染色体和姐妹染色单体间的两次连续的染色体分离过程,最终产生单倍体配子。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)已经成为研究减数分裂染色体精确分离调控机制的重要模式生物。减数分裂染色体的结构和动态变化过程在物种间是保守的。减数分裂染色体的一个典型特征是形成联会复合体。联会复合体是一个复杂的三组分蛋白结构,由中间区域以及
随着分布式能源技术的快速发展以及用户对综合能源服务需求的日益提升,综合能源系统凭借其高能效、低成本、环境友好、灵活可靠等特点,成为能源梯级利用的一种必然方式。综合能源系统利用各类传统能源技术及可再生能源技术实现电、热、冷等多种能源形态之间的协同转化,其目的是最大限度地满足终端用户的各种用能需求。由于产能侧的可再生能源出力及用能侧的负荷需求均存在较强的波动性,系统呈现出复杂的动态随机特性与不确定性,
土壤盐渍化问题已经成为全球的重点问题,更高效的利用盐碱地,促进经济绿色可持续发展是当今科学家研究的热点方向。盐渍化土壤明显抑制植物的生长发育,显著降低农作物的产量和质量,但有些植物能够在高盐环境下正常生长并完成生活史,如盐生植物,通过研究它们所具有的特殊耐盐机制,使其他植物也具有相应的耐盐性,这将是解决盐渍化问题提高农作物产量和质量的最有效方式之一。二色补血草是一种典型的泌盐盐生植物,其特殊的结构
研究背景:帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是中老年人中常见的进行性神经退行性疾病,其发病原因是黑质多巴胺能神经元的变性缺失。苍白球外侧部(Globus pallidus external segment,GPe)和苍白球内侧部(Globus pallidus internal segment,GPi)是基底神经节环路中直接和间接通路的重要核团。SKF38393是一种常见的多
野大豆(Glycine soja Sieb.et Zucc.)是豆科大豆属的一年生缠绕草本,其研究价值在于作为栽培大豆的野生近缘种具有改良大豆性状的潜力,且具有维持物种多样性的生态学意义。世界上有90%以上的野大豆分布在中国,且中国的野大豆具有相对较高的遗传多样性。鉴于前人研究取样的局域性及无规律性,本研究从中国东部取样,取样范围为北纬25°-48°,每个居群的纬度间隔约为2°,使纬度作为主要的地