拟南芥T-DNA突变体对几种非生物胁迫处理的反应

论文摘要

干旱、盐碱、极端温度等非生物胁迫严重影响作物的生长、发育及其他农艺性状。鉴定和分析非生物逆境应答有关的基因,对提高植物应对干旱、盐碱、极端高温等非生物逆境具有重要意义。本研究对一批拟南芥T-DNA插入突变体进行了葡萄糖、氯化钠、脱落酸（ABA）条件下的非生物逆境筛选,旨在明确这些T-DNA突变体对上述处理的反应,为深入分析有关基因功能提供研究材料。主要结果如下：1.葡萄糖模拟干旱胁迫拟南芥种子发芽最佳浓度为8%；苗期胁迫最佳浓度为6%。8%葡萄糖胁迫拟南芥T-DNA插入突变体种子得出：胁迫后H4、H5、H12、H15a、H38相对发芽率较WT差异显著；苗期胁迫时差异不显著。2.氯化钠胁迫拟南芥种子发芽最佳浓度为200mM；苗期胁迫最佳浓度为100 mM。用200mM氯化钠胁拟南芥T-DNA插入突变体种子,发现突变体H9、H14、060在发芽时对200mM氯化钠敏感,而H12、950/060较抗200mM氯化钠。PLA200在100mM NaCl胁迫8天后主根比WT长、侧根数比WT多、地上部分鲜重差异不显著。可见PLA200幼苗较耐氯化钠。3.经7μMABA胁迫后第五天PLA200发芽率为92.0%,而WT为56%；10μMABA胁迫后第五天PLA200发芽率为81.3%,而WT为55.3%,差异显著。PLA200在10μMABA胁迫8天后主根比WT长、侧根数比WT多、地上部分鲜重比WT重,差异显著。可见PLA200幼苗较耐ABA。4.H38、WT在含有8%葡萄糖无蔗糖的1/2MS培养基中胁迫后第五天发芽率分别为89.2%、44.2%且均无绿色子叶长出；在同浓度的甘露醇中胁迫后第五天H38、WT绿色子叶数分别为32.67个、18.00个,差异显著。在含有8%葡萄糖加1%蔗糖的1/2MS培养基中胁迫后第五天H38、WT发芽率分别为67.7%、32.5%,差异显著;而在同浓度的甘露醇中一样没能长出绿色子叶,发芽率两者差异不显著。在低浓度的葡萄糖（3%～6%）胁迫时H38、WT种子及6%葡萄苗期胁迫时两者差异不显著。H38、WT每粒种子中总糖量分别为0.44μg、0.54μg；每粒种子中可溶性糖分别为0.64μg、0.56μg,差异显著。H38、WT种子中总糖含量分别为5.11%、6.40%,淀粉含量分别为2.03%、3.09%,可溶性糖含量分别为2.98%、3.24%,差异显著。H38、WT油酸含量分别为15.27%、14.05%,亚麻酸含量分别18.28%、20.52%,二十碳二烯酸含量分别1.76%、1.92%,差异极显著。

论文目录

• 缩略名词表
• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 干旱、盐、高温胁迫对植物的影响
• 1.2 植物抗旱、耐盐的方式
• 1.3 植物抗盐、旱、热的生理机制
• 1.3.1 Na+离子平衡调节
• 1.3.2 渗透平衡调节
• 1.3.3 抗氧化防御系统
• 1.3.4 激素调节
• 1.3.5 其他调节
• 1.4 植物基因功能研究方法
• 1.4.1 基因功能丧失方法
• 1.4.2 基因功能获得方法
• 1.4.3 芯片技术
• 1.4.4 酵母双杂交系统
• 1.5 本研究目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 主要生物化学与分子生物学试剂
• 2.1.3 载体和菌株
• 2.1.4 引物见附表2
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 拟南芥突变体繁殖、基因组DNA提取及纯合鉴定
• 2.2.1.1 拟南芥繁殖
• 2.2.1.2 Edwards法提取拟南芥基因组DNA
• 2.2.1.3 纯合鉴定
• 2.2.2 胁迫处理
• 2.2.2.1 种子发芽胁迫
• 2.2.2.2 苗期幼苗胁迫
• 2.2.3 Trizol法提取拟南芥RNA（简易法）
• 2.2.4 RT-PCR
• 2.2.5 PCR产物的回收纯化
• 2.2.6 目的片段连接、转化及鉴定
• 2.2.6.1 连接
• 2.2.6.2 转化
• 2.2.6.3 质粒提取及检测
• 2.2.6.4 质粒酶切回收
• 3 实验结果与分析
• 3.1 突变体繁殖、筛选
• 3.2 突变体表达分析
• 3.3 突变体southern分析
• 3.4 葡萄糖、氯化钠、脱落酸非生物胁迫筛选
• 3.4.1 葡萄糖、氯化钠、脱落酸非生物胁迫浓度确定
• 3.4.1.1 葡萄糖胁迫浓度确定
• 3.4.1.2 氯化钠胁迫浓度确定
• 3.4.1.3 ABA浓度确定
• 3.4.2 T-DNA突变体葡萄糖、氯化钠、脱落酸逆境胁迫筛选
• 3.4.2.1 葡萄糖胁迫筛选
• 3.4.2.2 氯化钠胁迫筛选
• 3.4.2.3 ABA胁迫筛选
• 3.4.3 苗期胁迫
• 3.5 突变体H38在不同胁迫处理条件下的表现
• 3.5.1 H38发芽胁迫
• 3.5.3 H38种子生长、发育
• 3.5.2 H38种子成分测定
• 3.6 H38基因克隆转化
• 4 讨论
• 4.1 非生物逆境探讨
• 4.2 H38耐葡萄糖探讨
• 4.3 关于后续工作的设想
• 参考文献
• 附录
• 附表1. 拟南芥突变体编号、基因、插入突变体信息
• 附表2. T-DNA突变体检测及表达引物
• 相关试剂配制
• 致谢