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ABA对长叶红砂盐腺泌盐和耐盐性的影响

2020-12-10阅读(476)

ABA对长叶红砂盐腺泌盐和耐盐性的影响

论文摘要

盐腺是泌盐盐生植物一种特化的表皮细胞,通过排出有害盐离子来缓减植株的盐损伤。长叶红砂（Reaumuria trigyna）隶属于柽柳科（Tamarieaceae）琵琶柴属（Reaumuria）,是分布在东阿拉善-西鄂尔多斯的一种强旱生泌盐小灌木,特有的盐腺结构是其能够在盐渍环境中生存的重要保障。研究利用非损伤微测技术（NMT）检测ABA处理对盐胁迫下的长叶红砂盐腺细胞Na+、K+分泌速率,并测定其生理生化指标,探讨ABA对盐腺泌盐以及植株耐盐性的影响。基于膜泡运输参与长叶红砂盐腺泌盐,因此对膜泡运输相关基因RtVAMP2-2进行克隆。主要结果如下:1.利用脱落酸（ABA）处理盐胁迫下的长叶红砂,结果显示:促进单个盐腺Na+排出的同时又降低K+的排出,使得盐腺泌出液中K+/Na+大幅度下降;降低叶中Na+含量,增加K+的含量,维持植株体内较高的K+/Na+比;之后测定膜泡运输标志酶ACP的活性升高;利用qRT-PCR检测发现Na+、K+离子转运相关基因RtSOS1、RtHKT和膜泡运输相关基因RtVAMP2-2、RtVAMP1-2表达水平相较于盐胁迫和对照组均显著上调,而加入ABA抑制剂钨酸钠后,以上变化均得到恢复。推测,ABA通过调控盐腺分泌,提高长叶红砂的耐盐性。2.ABA处理盐胁迫下的植株鲜重、干重、叶绿素、含水量、肉质化程度、PRO的含量、SOD和POD的酶活性均显著高于盐处理组,而MDA和相对电导率低于盐处理组,盐胁迫下一些抗氧化相关基因RtSOD、RtGRX和RtAPX被ABA诱导表达,在钨酸钠处理时,以上由ABA引起的变化均得到恢复,说明ABA通过控制氧化平衡,提高长叶红砂的耐盐性。3.长叶红砂膜泡运输相关基因RtVAMP2-2包含有1076 bp的ORF,其编码357个氨基酸,分子量40.381 kDa,理论等电点为6.01,属于亲水性蛋白,没有信号肽,C端有1个强跨膜螺旋;氨基酸序列比对分析发现,RtVAMP2-2含有两个保守的结构域主要精子蛋白（MSP）结构域和SCS2结构域;系统进化树结果显示RtVAMP2-2与辣椒蛋白亲缘关系最近聚为一类,与毛果杨、川桑蛋白亲缘关系最远;亚细胞定位发现该蛋白定位于质膜上;表达模式分析显示RtVAMP2-2基因在长叶红砂根、茎、叶中均有表达,茎中表达量最高,该基因能够被NaCl、外源ABA、H2O2、4℃和CaCl2诱导表达。4.构建RtVAMP2-2真核表达载体,转化拟南芥,对其进行NaCl胁迫处理,发现转基因拟南芥的根长、鲜重和叶绿素含量均明显低于WT。通过DAB和NBT染色发现盐胁迫下转基因植株叶片比野生型积累更多的活性氧,导致转基因拟南芥对盐胁迫更敏感。综合分析,转RtVAMP2-2基因使拟南芥对盐胁迫敏感,且随盐浓度增加,敏感性增强,RtVAMP2-2可能作为负调控因子调节植物对盐胁迫的响应。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  •   1.1 耐盐植物的机理研究
  •     1.1.1 耐盐植物的类型
  •     1.1.2 耐盐植物的耐盐机理
  •   1.2 泌盐盐生植物盐腺研究进展
  •     1.2.1 盐腺的结构
  •     1.2.2 盐腺泌盐机理
  •     1.2.3 影响盐腺分泌的因素
  •   1.3 脱落酸对植物生长发育的影响
  •     1.3.1 脱落酸（ABA）对植物生长的影响
  •     1.3.2 脱落酸的信号通路
  •   1.4 膜泡运输相关基因概述
  •   1.5 长叶红砂研究进展
  •     1.5.1 长叶红砂生物学特征
  •     1.5.2 长叶红砂的耐盐分子机制
  •   1.6 研究意义及技术路线
  •     1.6.1 研究意义
  •     1.6.2 技术路线
  • 第二章 ABA对长叶红砂盐腺泌盐及耐盐性的影响
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 植物材料
  •     2.1.2 主要化学试剂
  •     2.1.3 主要仪器设备
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 植物的培养及处理
  •     2.2.2 ABA对长叶红砂生理生化的影响
  •     2.2.3 酸性磷酸酶（ACP）活性测定
  •     2.2.4 ABA对长叶红砂抗逆基因和盐腺泌盐相关基因表达的影响
  •     2.2.5 数据处理
  •   2.3 结果与分析
  •     2.3.1 ABA对长叶红砂盐腺分泌的影响
  •     2.3.2 ABA对长叶红砂耐盐性的影响
  •     2.3.3 ABA对长叶红砂抗逆及盐腺分泌相关基因表达的影响
  •   2.4 讨论
  •     2.4.1 ABA通过调控盐腺分泌,提高长叶红砂的耐盐性
  •     2.4.2 ABA通过调控氧化平衡,提高长叶红砂的耐盐性
  • 第三章 长叶红砂RtVAMP2-2基因功能的初步验证
  •   3.1 实验材料
  •     3.1.1 植物材料
  •     3.1.2 菌株与载体
  •     3.1.3 主要化学试剂
  •     3.1.4 主要仪器设备
  •   3.2 实验方法
  •     3.2.1 RtVAMP2-2基因的克隆
  •     3.2.2 RtVAMP2-2基因生物信息学分析
  •     3.2.3 RtVAMP2-2基因的亚细胞定位分析
  •     3.2.4 RtVAMP2-2基因的表达特性分析
  •     3.2.5 RtVAMP2-2基因的功能分析
  •     3.2.6 数据处理
  •   3.3 结果与分析
  •     3.3.1 RtVAMP2-2基因的克隆
  •     3.3.2 RtVAMP2-2基因的生物信息学分析
  •     3.3.3 RtVAMP2-2基因的亚细胞定位分析
  •     3.3.4 RtVAMP2-2基因的表达特性分析
  •     3.3.5 RtVAMP2-2真核表达载体的构建
  •     3.3.6 RtVAMP2-2转基因拟南芥的筛选
  •     3.3.7 盐胁迫条件下RtVAMP2-2转基因拟南芥的耐受性分析
  •   3.4 讨论
  • 第四章 结论
  • 第五章 论文创新点及不足之处
  • 参考文献
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王彩霞

    导师: 郑琳琳

    关键词: 长叶红砂,盐腺泌盐,膜泡运输,离子转运

    来源: 内蒙古大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 内蒙古大学

    分类号: Q945.78

    总页数: 74

    文件大小: 5011K

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