坛紫菜对低氮磷胁迫应答机制的初步研究

论文摘要

本实验以耐低氮（N）、磷（P）型坛紫菜纯系9号Ⅳ为实验材料，以野生型坛紫菜叶状体为对照，分别从生长特征、品质、生理生化以及基因差异表达四个方面对坛紫菜叶状体在低N、P胁迫下的响应特征进行了初步探讨。结果表明：（1）生长特征方面：在两种低N、P培养液胁迫下，耐低N、P型坛紫菜在胁迫10d以后，藻体颜色由正常时的褐绿色变成翠绿色，从胁迫的第6d起，部分细胞出现类似凋亡的现象，胁迫10d后移到正常培养液下仍然能够恢复正常，而野生型坛紫菜叶状体颜色逐渐变淡，在低N、P胁迫的第4d就出现细胞质外溢，并逐渐坏死的现象，移到正常培养液中，不能恢复正常生长。（2）品质方面：在两种低N、P培养液胁迫下，耐低N、P型和野生型坛紫菜的品质由于氮、磷的缺乏都显著下降，由此表明N、P是决定坛紫菜品质的重要元素。（3）生理指标方面：分别对自由基含量、过氧化氢（H2O2）含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性和游离脯氨酸（Pro）含量进行测定，结果发现在低N、P胁迫下，各指标随着胁迫天数的增加均呈现出动态变化的特征，由此推测耐低N、P型坛紫菜叶状体应答低N、P胁迫的生理响应过程为：低N、P胁迫→活性氧含量上升→细胞膜氧化受损，产生大量膜脂过氧化物→细胞感受到过量的活性氧信号→抗氧化系统和渗透压调节系统共同响应，清除活性氧→自由基含量下降。而野生型坛紫菜在低N、P胁迫下只能启动渗透调节系统。（4）通过ACP技术分别对9号Ⅳ叶状体在低N、P培养液下胁迫培养0d与胁迫培养6d的差异表达基因进行筛选，得到了大小分别为385bp、355bp、920bp、683bp的差异表达基因片段，并对其中的三条DDL-1、DDL-3、DDL-4基因进行了qPCR分析，发现在胁迫的不同时间水平下，各基因表达水平也发生着显著变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 植物对逆境胁迫响应机制的研究概述
• 1.1.1 植物体内抗氧化酶类防御系统与植物的抗逆性
• 1.1.2 植物体内渗透调节物质与植物的抗逆性
• 1.1.3 植物中的逆境蛋白与植物的抗逆性
• 1.1.4 植物激素与植物的抗逆性
• 1.1.5 抗逆基因与植物的抗逆性
• 1.2 紫菜对逆境胁迫响应机制研究概述
• 1.3 差异表达基因的筛选技术
• 1.4 引物退火控制技术（ACP）
• 1.5 本研究的目的和意义
• 第2章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 主要试剂
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 低 N、P 培养液的制备与测定
• 2.4.2 实验材料处理
• 2.4.3 生化指标测定方法
• 2.4.4 生理指标测定方法
• 2.4.5 低氮磷胁迫条件下差异表达基因的克隆及定量分析
• 第3章 结果
• 3.1 低 N、P 胁迫下坛紫菜叶状体细胞的形态变化
• 3.2 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体品质特征的变化
• 3.2.1 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体色素蛋白含量的变化
• 3.2.2 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体游离氨基酸含量的变
• 3.2.3 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体总氨基酸含量的变化
• 3.2.4 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体粗蛋白含量的变化
• 3.3 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体各生理指标的变化
• 3.3.1 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体自由基含量的变化
• 2O₂含量的变化'>3.3.2 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体 H₂O₂含量的变化
• 3.3.3 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体 MDA 含量的变化
• 3.3.4 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体抗氧化酶系统活性的变化
• 3.3.5 低 N、P 胁迫下，坛紫菜叶状体渗透压调节系统的变化
• 3.4 低 N、P 胁迫下，坛紫菜差异表达基因片段的克隆及定量分析
• 3.4.1 坛紫菜叶状体总 RNA 的提取
• 3.4.2 基因差异表达片段的筛选及序列分析
• 3.4.3 差异表达基因片段的实时荧光定量 PCR 分析
• 第4章 讨论
• 4.1 低 N、P 胁迫对坛紫菜叶状体形态特征的影响
• 4.2 低 N、P 胁迫对坛紫菜叶状体品质指标的影响
• 4.3 低 N、P 胁迫对坛紫菜叶状体生理指标的影响及其响应机制
• 4.3.1 耐低 N、P 品系坛紫菜叶状体生理指标的变化及响应机制
• 4.3.2 不同品系坛紫菜在低 N、P 胁迫下生理指标的差异分析
• 4.4 低 N、P 胁迫与基因差异表达的分析
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 在学期间发表的学术论文