黄瓜耐冷生理机制、分子标记及相关基因分离的研究

论文题目: 黄瓜耐冷生理机制、分子标记及相关基因分离的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 蔬菜学

作者: 逯明辉

导师: 陈劲枫

关键词: 黄瓜,耐冷,抗氧化酶,水解酶,赖氨酸脱羧酶

文献来源: 南京农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 低温是设施栽培在冬春季节经常遇到的逆境胁迫，作为主栽蔬菜，黄瓜（Cucumis sativus L．）的冷敏性已成为其在保护设施内正常生长的主要限制因子，因此如何提高黄瓜耐冷性便成为目前黄瓜保护地栽培专用品种选育的研究重点，而正确理解黄瓜的耐冷机制则是耐冷育种的基础。本文从生理机制、分子标记及相关基因片段分离等方面进行了研究，以期进一步明确黄瓜的耐冷机制，并获得与耐冷性紧密连锁的分子标记，主要作了如下研究： 1 黄瓜耐冷生理机制研究研究了栽培黄瓜在15℃低温下的发芽能力，并得到了两个具有明显差异的品种“北京截头”和“长春密刺”，以这两个品种为主要试材，比较研究了黄瓜种子发芽期间低温（15℃）对水解酶（包括蛋白酶和脂肪酶）活性的影响以及冷胁迫（7℃）下Ca2+及其螯合剂EGTA对黄瓜叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）等三种抗氧化酶活性的影响。水解酶活性实验结果表明：低温减缓了黄瓜种子水解酶活性变化速度，使酶活性高峰的出现延后，从而推迟了种子发芽。低温下冷敏品种水解酶活性明显低于后者，说明黄瓜种子低温发芽能力与水解酶的活性高低有关。根据耐冷品种水解酶活性有急剧上升的现象，可以推测不同基因型黄瓜低温发芽能力存在差异的原因是耐冷品种种子中有水解酶被激活。低温处理早期脂肪酶活性受到抑制，而蛋白酶活性无此现象，说明与蛋白酶相比，脂肪酶对低温更敏感。 Ca2+和EGTA处理的结果表明：CaCl2处理减缓了而EGTA处理则加速了黄瓜叶片所有3种抗氧化酶活性的下降，说明Ca2+对提高黄瓜耐冷性具有重要作用。在这2个处理和对照实验中，耐冷品种抗氧化酶活性的下降幅度均小于冷敏品种，这可能是两种黄瓜材料耐冷性存在差异的原因；但CaCl2处理能够缩小而EGTA处理能够扩大这种差距，说明耐冷品种和冷敏品种在Ca2+浓度的调节机制上存在差异。本文还以田间冷害指数为指标，研究了冷害过程中耐冷性不同的黄瓜品种叶片SOD、CAT和POD活性的变化。结果表明：低温胁迫期间的CAT和POD活性与黄瓜叶片的耐冷性表现一致，SOD活性则与其耐冷性表现相反。低温胁迫后3种抗氧化酶活性均降低，叶片表现出明显的冷害症状，但此时耐冷性强的品种仍具有较高的

论文目录:

摘要

Abstract

缩略语表

上篇文献综述

引言

第一章植物耐冷性遗传标记研究进展

1 形态标记(morphological markers)

2 生化标记(biochemical markers)

3 DNA标记(DNA markers)

4 QTL定位(QTL mapping)

4.1 水稻耐冷性QTL定位

4.2 其它作物耐冷性QTL定位

5 小结

第二章植物抗逆基因分离方法及耐低温相关基因克隆

1 cDNA消减杂交

2 代表性差异分析法

3 抑制消减杂交

4 mRNA差异显示

5 基因表达系列分析

6 cDNA微阵列

7 cDNA-AFLP

下篇研究报告

第三章黄瓜耐冷相关生理机制研究

第一节低温对黄瓜种子发芽期水解酶活性的影响

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.2 试验方法

2 结果与分析

2.1 低温对黄瓜种子发芽能力的影响

2.2 低温对黄瓜种子发芽期水解酶活性的影响

3 讨论

第二节冷害过程中黄瓜叶片抗氧化酶活性的变化

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 测定方法

2 结果与分析

2.1 不同黄瓜品种在田间自然低温下的冷害指数

2.2 黄瓜叶片抗氧化酶活性的变化

3 讨论

第三节冷胁迫下外源Ca~(2+)及其螯合剂对黄瓜幼苗叶片抗氧化酶活性的影响

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

1.2 测定方法

2 结果与分析

2.1 各处理对黄瓜幼苗叶片CAT活性的影响

2.2 各处理对黄瓜幼苗叶片POD活性的影响

2.3 各处理对黄瓜幼苗叶片SOD活性的影响

3 讨讼

第四章黄瓜发芽期耐冷性分子标记的研究

第一节黄瓜AFLP选择性扩增体系的优化

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验方法

2 结果与分析

2.1 DNA提取以及预扩增产物检测

2.2 黄瓜AFLP扩增体系的优化

3 讨论

第二节黄瓜发芽期耐冷性AFLP标记的筛选

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.2 F_2分离群体的构建

1.3 F_2分离群体单株低温发芽能力的测定

1.4 耐冷基因池和冷敏基因池的构建

1.5 发芽期耐冷性AFLP标记的筛选

2 结果与分析

2.1 F_2群体低温发芽能力测定

2.2 黄瓜芽期耐冷性的AFLP特异片段

3 讨论

第五章黄瓜发芽期耐冷性相关基因分离

第一节黄瓜发芽种子总 RNA提取方法的比较研究

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.2 试验方法

2 结果与分析

3 讨论

第二节黄瓜发芽期耐冷相关基因分离

1 材料和方法

1.1 试验材料及低温处理

1.2 黄瓜耐冷相关基因片段的获得

1.3 差异片段的回收、测序及同源性比较

2 结果与分析

2.1 黄瓜发芽种子总RNA逆转录结果

2.2 低温诱导下黄瓜耐冷相关基因片段的获得

2.3 cctr132的同源序列搜索及相似性比对

2.4 CCTR132中蛋白质结构域的检测

3 讨论

全文讨论

全文结论

本论文的创新点

参考文献

攻博期间论文发表情况

致谢

发布时间: 2006-10-20

参考文献

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[4].油菜素内酯在调节黄瓜光合作用和抗氧化系统中的作用[D]. 黄黎锋.浙江大学2005
[5].磷脂酶D感应和接受低温胁迫的功能及在黄瓜冷害中的作用[D]. 王国泽.浙江大学2006
[6].黄瓜、番茄叶片细胞器中活性氧代谢系统对逆境的响应机制[D]. 宋兴舜.浙江大学2006
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[8].黄瓜抗霜霉病异源易位系选育、相关基础研究及育种应用[D]. 曹清河.南京农业大学2006
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