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两个苹果液泡膜质子泵基因H+-PPase和H+-ATPase subunit A的抗逆功能鉴定

2020-12-10阅读(439)

两个苹果液泡膜质子泵基因H+-PPase和H+-ATPase subunit A的抗逆功能鉴定

论文摘要

液泡膜质子泵H+-PPase（VHP）和H+-ATPase（VHA）在植物的正常生长和胁迫条件下起到重要作用。本文克隆了苹果VHP1基因（MdVHP1）和VHA亚基A （MdVHA-A），分析了MdVHP1和MdVHA-A对非生物胁迫的表达响应，鉴定了MdVHP1和MdVHA-A的非生物胁迫抗性功能。主要结果如下：1.在苹果组培苗中MdVHP1和MdVHA-A受盐、干旱、冷和热诱导，但对不同的非生物胁迫具有不同的表达响应模式。2. MdVHP1过量表达能提高转基因苹果愈伤抗盐、干旱、冷和热能力。在胁迫条件下，MdVHP1过量表达提高了愈伤组织的脯氨酸含量，降低了丙二醛含量；因此MdVHP1过量表达通过提高渗透调节能力，减轻膜伤害来提高愈伤的抗逆能力。此外，盐胁迫条件下，MdVHP1过量表达提高了转基因番茄Na+、 K+含量；干旱条件下，其提高了转基因番茄的相对含水量和渗透势。因此，MdVHP1通过离子液泡区域化和渗透调节提高了番茄的抗盐、干旱能力。3. MdVHA-A过量表达能明显提高转基因烟草抗盐和抗旱能力。在盐胁迫下，MdVHA-A过量表达提高了转基因烟草Na+、K+离子和脯氨酸含量，降低了丙二醛含量；在干旱胁迫下，其提高了转基因烟草的相对含水量、脯氨酸积累，降低了丙二醛含量。以上表明MdVHA-A过量表达可以通过提高离子的液泡积累和渗透调节能力来提高烟草的抗盐和旱能力。此外，MdVHA-A过量表达通过影响生长素含量促进侧根生长也是提高转基因烟草抗旱性的重要原因。综上所诉，MdVHP1和MdVHA-A参与了植物非生物胁迫调节；二者可以作为改善植物抗盐和抗旱性的有效候选基因。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 1 前言
  • 1.1 植物液泡的作用
  • 1.2 植物液泡膜质子泵
  • 1.3 VHP
  • 1.3.1 VHP 的能量提供方式
  • 1.3.2 VHP 的结构
  • 1.3.3 VHP 的分类
  • 1.3.4 VHP 的主要功能
  • 1.3.5 VHP 与非生物胁迫的关系
  • 1.4 VHA
  • 1.4.1 VHA 的结构
  • 1.4.2 VHA 与非生物胁迫的关系
  • 1.4.3 VHA 在植物体内的其它作用
  • 1.5 本研究的目的和意义
  • 2 材料和方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.2 植物组织总 RNA 的提取及含量和纯度检测
  • 2.3 反转录 cDNA 第一链的合成
  • 2.4 基因组 DNA 的提取与检测
  • 2.5 PCR 扩增
  • 2.6 目的 DNA 片段回收
  • 2.7 连接反应
  • 2.8 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化
  • 2.9 碱法小量质粒 DNA 的提取
  • 2.10 质粒 DNA 的酶切鉴定
  • 2.11 根癌农杆菌 LBA4404 感受态细胞的制备与转化
  • 2.12 苹果 MdVHP1 和 MdVHA-A 基因表达载体构建
  • 2.13 烟草的栽培、转化及转基因植株分析
  • 2.14 ‘王林’愈伤组织的转化研究及转基因检测
  • 2.15 苹果 MdVHP1 转正反义基因与非转基因愈伤组织生长曲线的制作
  • 2.16 农杆菌介导的番茄转化研究及转基因检测
  • 2.17 逆境胁迫下转基因植株的生理生化测定
  • 2.18 数据处理分析
  • 3 结果与分析
  • 3.1 MdVHP1 基因克隆与抗逆鉴定
  • 3.1.1 苹果 MdVHP1 基因克隆与序列分析
  • 3.1.2 MdVHP1 的时空表达特性
  • 3.1.3 MdVHP1 的逆境表达分析
  • 3.1.4 MdVHP1 正义、反义表达载体构建
  • 3.1.5 苹果愈伤组织中 MdVHP1 的转基因功能鉴定
  • 3.1.6 番茄中 MdVHP1 的转基因功能鉴定
  • 3.2 MdVHA-A 的基因克隆和转基因功能鉴定
  • 3.2.1 苹果 MdVHA-A 基因克隆和同源性分析
  • 3.2.2 MdVHA-A 时空和逆境表达分析
  • 3.2.3 MdVHA-A 表达载体构建及转基因功能鉴定
  • 3.2.4 MdVHA-A 转基因烟草幼苗抗逆鉴定
  • 3.2.5 MdVHA-A 转基因烟草抗旱机制分析
  • 3.2.6 MdVHA-A 促进侧根形的机制分析
  • 3.2.7 MdVHA-A 转基因烟草抗盐鉴定
  • 4 讨论
  • 4.1 MdVHP1 和 MdVHA-A 参与了植物各种生长发育过程
  • 4.2 MdVHP1 和 MdVHA-A 响应多种非生物胁迫
  • 4.3 MdVHP1 和 MdVHA-A 提高植物抗逆性的机制
  • 4.3.1 MdVHP1 和 MdVHA-A 通过改善渗透调节提高抗逆性
  • 4.3.2 MdVHP1 和 MdVHA-A 通过改善离子平衡来提高抗盐性
  • 4.4 MdVHP1 和 MdVHA-A 促进根生长来提高抗旱性
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表论文情况

    • 相关论文文献

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