拟南芥中一个多氯联苯抗性基因的研究

论文摘要

多氯联苯（PCBs）是一类典型的环境持久性有机污染物,具有极强的生物累积性、难降解性和极大的生物毒性。利用植物修复PCBs污染已逐渐成为热门话题。研究PCBs在植物体内的转化和降解途径,对于植物修复PCBs污染具有重要意义。本实验室通过EMS（Ethyl methane sulfonate）诱变得到了一个拟南芥抗多氯联苯的突变体。本文以该突变体为研究对象,通过图位克隆定位突变基因;通过高效液相色谱分析PCBs在拟南芥内的羟基化;通过构建与PCBs早期代谢可能有关的基因的过量表达和干涉载体转化拟南芥,来研究PCBs在拟南芥体内的早期转化途径。实验结果表明:1)找到了突变的基因QUA1（at3g25140）。该基因是一个1,4-半乳糖醛酸转移酶基因,是果胶合成的关键基因,其突变引起半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸积累;2)在拟南芥中检测到了OH-PCBs,证实了在拟南芥中PCBs能被羟基化;3)UGT（UDP-葡萄糖醛酸转移酶）基因过量表达的转基因拟南芥对PCBs的抗性略弱于UGT基因干涉株系;GAE6（UDP-葡萄糖醛酸异构酶）基因过量表达的转基因拟南芥对PCBs的抗性略强于GAE6基因干涉株系;QUA1过量表达株系对PCBs的抗性明显下降,由此可以推测,PCBs在拟南芥中的早期代谢可能与半乳糖醛酸含量有关,半乳糖醛酸含量如何影响拟南芥对PCBs的抗性还有待下一步实验研究。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1 多氯联苯简介及其动植物毒性
• 2 植物修复多氯联苯污染
• 2.1 植物直接吸收和转化PCBs
• 2.2 酶在PCBs降解过程中的作用
• 2.3 植物与根际微生物的联合作用
• 3 多氯联苯在动物和微生物中的转化
• 3.1 PCBs在动物中的早期生物转化
• 3.2 微生物降解PCBs
• 4 结语
• 第2章 实验与方法
• 1 实验材料和试剂
• 1.1 实验材料
• 1.2 试剂和仪器
• 2 实验方法
• 2.1 突变体的获得
• 2.2 突变体作图群体的得到
• 2.3 作图群体混合样品基因组DNA的提取
• 2.4 作图群体单株苗基因组DNA的提取
• 2.5 利用100株苗的混合DNA进行粗略定位
• 2.6 利用作图群体进行精细定位
• 2.7 候选基因克隆
• 2.8 测序以及序列比对
• 2.9 高效液相色谱检测羟基化
• 2.10 10GAE6,QUA1以及UGT基因过量表达与干涉转基因株系制作
• 2.11 转基因株系在PCBs上生长情况与生理数据的观察
• 第3章 结果与讨论
• 1 实验结果
• 1.1 pcb1突变体表型
• 1.2 粗略定位
• 1.3 精细定位
• 1.4 确定候选基因
• 1.5 候选基因测序和序列比对
• 1.6 羟基化测定
• 1.7 GAE6,QUA1以及UGT基因的过量表达与干涉转基因株系制作
• 1.8 转基因株系在PCB上生长情况与生理数据的观察
• 2 讨论
• 2.1 pcb1突变体表型分析
• 2.2 图位克隆定位突变基因
• 2.3 QUA1基因分析
• 2.4 选择GAE6和UGT基因的理由
• 2.5 转基因株系对PCBs抗性分析
• 2.6 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 作者简历