论文摘要
籽粒苋（Amaranthus hypochondriacus）是粮、饲、肥菜兼用型的优质、高产、高效的多功能作物,也是一种很有开发价值的生物钾源。工业生产活动使地球上的部分土壤被重金属污染,这已成为深受全球关注的环境问题,而镉（Cd）是被列为我国优先控制污染的8种重金属元素之一。植物修复技术是目前经济有效的重金属污染土壤修复方法之一,能富集和耐受Cd的籽粒苋成为应用此技术进行Cd污染防治的关注热点。本研究首次将技术成熟的差异显示PCR技术应用于籽粒苋Cd胁迫环境下的差异表达基因的筛选。本实验意图将在Cd胁迫环境下有表达变化的基因片段作为以后籽粒苋富集和耐受Cd的机理研究的基础,对Cd污染防治做出一定的贡献。通过实验得到了以下结果：1.籽粒苋储存材料RNA提取效果优于鲜样,而籽粒苋叶、根、果部位的RNA提取效果均优于茎部位的RNA提取效果。2.通过均匀设计法对DDRT-PCR的PCR体系的优化结果显示,Mix体系PCR优化条件为：cDNA 1μL,退火温度40.8℃,35个循环。酶体系PCR优化条件为：cDNA 1.5μL, dNTP 2 μL, Mg2+1 μL, Taq酶2 μL,退火温度为45℃,45个循环。3.通过引物筛选,确定了进行研究所需的引物组合：适用于叶部位材料的5条引物（RP18、RP19、RP20、RP23、RP24）与AP1、AP2、AP3的引物组合,以及适用于根和果部位的7条引物（RP8、RP14、RP18、RP19、RP20、RP23、RP24）与AP1、AP2、AP3的引物组合。将籽粒苋的根、果、叶三个部位的材料分为对照组和处理组（Cd胁迫）进行实验,电泳结果显示,处理组与对照组的基因表达存在上调表达、下调表达、常量表达三种表达量变化。籽粒苋Cd胁迫下DNA聚合酶Ⅲ基因表达呈上调表达变化,而SSA基因、假定蛋白MTR、β-葡萄糖苷酶基因呈下调表达。推测是由于Cd胁迫导致机体遗传物质代谢受损,DNA聚合酶Ⅲ表达量上升,植物机体遗传分子复制机制机制更加活跃,弥补胁迫带来的损伤。而SSA蛋白的表达下降,植物有衰老迹象,但同时诱发了ACC合成酶和ACC氧化酶的表达量的同步降低,直接有效抑制乙烯的生物合成,延缓成熟,抵御植物Cd胁迫带来的生物活性的降低和衰退。假定蛋白MTR表达量下降,通过叶酸调节细胞物质代谢。而β-葡萄糖苷酶表达量降低,影响ABA的表达量,从而调节植物体的生长代谢水平。