擬南芥編碼鋅轉運蛋白ZNE1基因表達模式和生理功能研究
發(fā)布時間：2021-08-25 13:43
鋅(Zn)、鐵(Fe)及鈣(Ca)是維持植物正常生長發(fā)育所必需的元素,Zn和Fe是微量元素,Ca是大量元素。當Zn、Fe和Ca含量過高或過低時,都會影響植物的生長發(fā)育。因此越來越多的科研工作者關注植物體內(nèi)Zn、Fe、Ca等離子的穩(wěn)態(tài)調(diào)控機制。我們對擬南芥Zinc Nutrition Essentiall(ZNE1)基因缺失突變體進行純合鑒定并獲得兩種純合突變體,分別命名為znel-l和zne1-2。對這兩種突變體進行表型分析發(fā)現(xiàn),在高鋅(150 μM Zn~(2+))、低鐵(0.5μM Fe~(2+))、低鈣(0mM Ca~(2+))培養(yǎng)條件下,突變體葉片發(fā)黃、根短,長勢顯著弱于野生型(Col-0),具有高鋅敏感、低鐵敏感和低鈣敏感表型;隨后將ZNE1基因互補zne1-1和zne1-2突變體后,突變體的表型恢復至野生型表型。為深入研究ZNE1基因是否影響植物對Zn、Fe、Ca等礦質(zhì)元素的吸收和積累,通過電感耦合等離子體光譜儀(Inductively Coupled Plasma,ICP)對植物中Zn、Fe、Ca的總含量進行測定。結果顯示,在用不同濃度的Zn~(2+)、Fe~(2+)、Ca~(2+)處理zne1與野生型Col-0植物的條件下,二者的Zn、Fe、Ca含量均無顯著差異,表明Z1NE1基因不參與植物體Zn、Fe、Ca等礦質(zhì)元素的吸收和積累,可能參與這些元素的分布。通過臺盼藍染色檢測受損或死亡細胞,發(fā)現(xiàn)在高鋅條件下znel-1、zne1-2和Col-0相比,成熟葉片葉脈呈現(xiàn)較深藍色,山此推測可能維管束細胞周圍的細胞因積累較多的Zn~(2+)而受損。我們利用GUS組織化學染色法研究ZNE1基因的表達模式,結果顯示ZNE1在擬南芥的根和葉上均有表達。本研究發(fā)現(xiàn)ZNE1在擬南芥中系統(tǒng)性表達可能參與植物Zn~(2+)、Fe~(2+)、Ca~(2+)的穩(wěn)態(tài)調(diào)控。基于ZNE1基因具有重要的生理功能,本研究為后續(xù)優(yōu)化農(nóng)作物Zn、Fe、Ca含量提供一定的理論基礎。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2
本文編號：1375514
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2
文章目錄
摘要
ABSTRACT
符號說明
一 引言
1.1 Zn~(2+)的生理功能
1.1.1 低鋅對植物和人類的危害
1.1.2 高鋅對植物和人類的的影響
1.1.3 Zn轉運蛋白
1.2 Fe~(2+)的生理功能
1.2.1 低鐵環(huán)境對植物的影響
1.2.2 鐵對人類的影響
1.2.3 鐵轉運蛋白
1.3 Ca~(2+)對植物的生理作用
1.3.1 低鈣環(huán)境對植物的影響
1.3.2 高鈣環(huán)境對植物的影響
1.3.3 鈣在人體中的作用
1.3.4 鈣轉運蛋白
1.4 選題依據(jù)及技術路線
1.4.1 選題依據(jù)
1.4.2 技術路線
二 材料與方法
2.1 材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 主要試劑與耗材
2.1.3 主要溶液與培養(yǎng)基的配制
2.1.4 GUS染色相關溶液
2.1.5 Trypan Blue染色液配方
2.1.6 抗生素的配置
2.2 方法
2.2.1 擬南芥的培養(yǎng)
2.2.2 DNA的快速提取
2.2.3 zne1突變體的純合鑒定
2.2.4 zne1突變體在不同Zn~(2+)濃度下的表型分析
2.2.5 zne1突變體在不同F(xiàn)e~(2+)濃度下的表型分析
2.2.6 zne1突變體在不同Ca~(2+)濃度下的表型分析
2.2.7 zne1互補材料的表型分析
2.2.8 ICP測定總Zn、Fe、Ca含量
2.2.9 Trypan Blue染色
2.2.10 pORE R1-ZNE1 Promoter-GUS克隆
三 結果與分析
3.1 zne1純合植株的獲得
3.2 突變體zne1在高鋅、低鐵、低鈣上具有敏感表型
3.2.1 ZNE1基因缺失突變體在不同Zn~(2+)濃度下的表型分析
3.2.2 ZNE1基因缺失突變體在不同F(xiàn)e~(2+)濃度下的表型分析
3.2.3 ZNE1基因缺失突變體在不同Ca~(2+)濃度下的表型分析
3.3 zne1互補材料的表型分析
3.4 ZNE1不參與Zn、Fe、Ca元素的積累
3.5 高鋅條件下水培苗的細胞受損研究
3.6 ZNE1基因表達模式研究
3.6.1 ZNE1表達特異性研究
四 結論與討論
4.1 結論
4.2 討論
4.2.1 zne1表型分析
4.2.2 zne1與野生型的根和葉中Zn、Fe、Ca的含量分析
參考文獻
本學位論文得到如下科研項目的資助
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
【參考文獻】
相關期刊論文 前8條
1 李素貞;陳景堂;;植物鋅鐵轉運相關蛋白家族的研究進展[J];生物技術通報;2013年02期
2 吳慧蘭;王寧;凌宏清;;植物鐵吸收、轉運和調(diào)控的分子機制研究進展[J];植物學通報;2007年06期
3 肖家欣;彭抒昂;;柑橘果實發(fā)育中果膠酸鈣、草酸鈣和果膠動態(tài)的研究[J];植物營養(yǎng)與肥料學報;2006年02期
4 曹恭,梁鳴早;氯——平衡栽培體系中植物必需的微量元素[J];土壤肥料;2004年04期
5 洪常青,聶艷麗;根系分泌物及其在植物營養(yǎng)中的作用[J];生態(tài)環(huán)境;2003年04期
6 胡勇,印莉萍;Zn~(2+)吸收、轉運的相關基因[J];首都師范大學學報(自然科學版);2001年01期
7 崔永春;從植物與人的關系簡析植物體內(nèi)礦質(zhì)元素[J];綠化與生活;1996年04期
8 張德山 ,何文壽;植物營養(yǎng)元素之間的相互關系及其機理[J];寧夏農(nóng)學院學報;1993年02期
相關碩士學位論文 前3條
1 劉堅;新型Fe~(3+)聚集誘導熒光分子探針的合成及性能研究[D];南京理工大學;2014年
2 劉亞萍;84味常用跌打損傷中草藥鈣含量特征的研究[D];山西大學;2011年
3 因杰秀;歸心經(jīng)中草藥中鉀、鈣、鈉、鎂含量測定與研究[D];山西大學;2010年
本文編號：1375514
本文鏈接：http://www.wukwdryxk.cn/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/1375514.html
最近更新
教材專著
