导读:本文包含了缺镁胁迫论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:柑橘,转录,小球藻,硝酸盐,可溶性,甘蓝,幼苗。
缺镁胁迫论文文献综述
张白鸽,陈晓东,Ismail,Cakmak,谢大森,陈潇[1](2019)在《缺镁胁迫影响冬瓜产量和下一代种子萌发》一文中研究指出冬瓜(Benincasa hispida)在华南地区广泛种植。该地区的土壤母质化学风化彻底,对阳离子的吸附能力弱。镁离子水合半径大,对土壤胶体的吸附强度小,且华南赤红壤中含有H+、Al3+等与Mg2+拮抗的因素较多,导致镁的含量和生物有效性都较低。近年来,冬瓜缺镁现象普遍发生,然而缺镁对冬瓜植株生长和果实产量以及下一代种子萌发的影响还不清楚。采用了田间原位研究方法,以‘铁柱2号’冬瓜为供试材料,设置5个供镁梯度(0、30、60、90、120 kg·hm-2),探讨镁素营养对冬瓜的产量构成要素、源库器官的干物质分配、叶片的叶绿素和镁素含量、叶片和韧皮部的淀粉与蔗糖含量以及下一代种子萌发和幼苗生长情况的影响。两年的试验结果稳定表明,90 kg·hm-2是最优供镁水平,冬瓜产量为130 kg·hm-2,未施镁对照的产量为114 kg·hm-2,即缺镁造成减产12.3%。缺镁时,冬瓜果实长度、直径和果肉硬度都不同程度降低。缺镁胁迫显着影响冬瓜后代种子和幼苗活力。与供镁充足的果实中获取的种子相比,受到胁迫的果实中获取的种子外形小而薄,种子数量降低24.8%,萌发率降低了76.5%,培养15 d后幼苗总干样质量降低了34.4%。由此可见,镁不足降低冬瓜产量和下一代种子种苗质量;补充适宜镁素,可以提高冬瓜产量和制种质量。镁对冬瓜糖代谢的影响始于初果期,此时与供镁充足的处理相比,缺镁植株的叶片镁素含量降低42.8%,但是叶片淀粉和蔗糖含量都显着增加,分别是正常供镁植株叶片的14.7倍和1.6倍,表明缺镁胁迫引起叶片糖类物质累积。但受胁迫的冬瓜韧皮部提取液中的蔗糖含量下降29.4%。随着镁素供应水平的增加,果实干物质占整株干物质的比例呈递增趋势,5个供镁梯度分别为74%、77%、78%、81%和82%。以上结果表明,镁不足限制了叶片光合产物向果实运输。在幼苗期、花期和初果期,镁不足未对叶片的叶绿素含量产生明显影响。进入果实膨大期后,外源供镁水平对冬瓜叶片叶绿素含量的影响达到显着水平,此时与正常供镁植株相比,缺镁胁迫降低叶片叶绿素含量28.6%,表明镁不足对叶片光合性能的影响滞后于对叶片光合产物运输的影响。综上,镁不足时,光合产物在叶片中累积,碳水化合物向果实运输过程受阻,导致果实体积和果肉密度下降,致使冬瓜果实和种子生长受限。缺镁对冬瓜碳水化合物运输的影响早于叶片光合性能变化和表型症状。因此,及时补镁对改善冬瓜生长,提高果实产量和种子活力有重要意义。(本文来源于《中国园艺学会2019年学术年会暨成立90周年纪念大会论文摘要集》期刊2019-10-21)
孙娟娟[2](2019)在《镁耐受型油菜品种的筛选及其响应缺镁胁迫机制研究》一文中研究指出我国一半以上的土壤都存在不同程度的镁营养缺乏现象。作为植物中最丰富的二价阳离子,镁(Mg2+)对植物的生长至关重要。Mg2+在维持植物细胞膜稳定性中起重要作用,它还调节碳固定,叶绿素合成,碳水化合物运输以及酶活性和生殖。镁营养缺乏是植物常见的营养紊乱之一,其会抑制叶绿素合成和生物质分配,使得脉间萎黄,抑制根和叶的生长,导致植物形态和生理异常,影响农业生产和质量。甘蓝型油菜是世界上第二大食用植物油来源,在我国长江流域被广泛种植,其中川渝油菜种植面积位居全国首位。但由于西南地区存在过量施用氮磷钾肥及酸沉降加剧等现象,使得土壤酸化的农田环境问题频繁出现,铝毒严重,土壤有效镁缺失,影响了油菜籽品质及产量。目前,甘蓝型油菜中Mg2+吸收和转运的分子机制尚不清楚。因此,筛选缺镁耐受型油菜品种,并研究该品种的镁吸收和转运机制,不仅将有利于选育出具有较强的缺镁耐受型油菜新品种,从而提高油菜在缺镁地区的经济价值,同时也有利于解决土壤有效镁严重损失的农田环境问题。基于以上信息,本研究选取13个不同基因型的甘蓝型油菜品种,在缺镁条件下,根据植株各组织的生物量和镁含量进行筛选。从而确认一对缺镁耐受型品种Mg-T(P160:中双11)和缺镁敏感型品种Mg-S(P153:Santana)作为研究对象。在不同的镁缺乏处理下,进一步对这两种基因型进行了生理学表征,包括光合速率,叶绿素含量,丙二醛含量和过氧化物酶活性,以及叶片中蔗糖含量。此外,分别对Mg-S和Mg-T地上部和根进行转录组学和q RT-PCR分析。通过酵母和拟南芥突变体中的功能验证来表征参与Mg转运的关键基因的功能。主要结果如下:(1)两种基因型Mg-T和Mg-S在镁缺乏培养条件下存在明显的差异反应。与正常镁培养条件相比,Mg-S的生物量,地上部的镁含量及镁转运系数(TF)在缺镁培养条件下明显降低,而Mg-T的的生物量,地上部的镁含量及TF在不同浓度镁处理间没有明显变化。结果证明,Mg-T为缺镁耐受型品种。(2)与正常镁培养条件相比,在缺镁培养条件下,Mg-T与Mg-S各自的净光合速率与叶绿素含量均有所下降。Mg-S呈现急剧的下降趋势,变化显着,而Mg-T呈现缓慢下降的趋势,无显着性变化。Mg-T叶绿素合成及光合作用受缺镁胁迫的抑制作用更弱,即对镁缺乏的耐受性更强。(3)与正常镁培养条件相比,在缺镁培养条件下,Mg-T与Mg-S各自的丙二醛含量与过氧化物酶活性均有所上升。并且Mg-S呈现急剧的上升趋势,变化显着,而MgT呈现缓慢上升的趋势,无显着性变化。Mg-T脂质过氧化受外源缺镁胁迫的影响更弱,及其对镁缺乏的耐受性更强。(4)与正常镁培养条件相比,在缺镁培养条件下,Mg-T与Mg-S各自的蔗糖含量均有所上升。并且Mg-S呈现急剧的上升趋势,变化显着,而Mg-T呈现缓慢上升的趋势,无显着性变化。Mg-T受外源缺镁胁迫时,源叶中蔗糖输出过程受抑制作用更弱,即其对镁缺乏的耐受性更强。(5)转录组测序结果发现,在缺镁培养条件下,Bn MGT4-2,Bn MGT2-1和Bn MGT9-3在Mg-T地上部的转录水平高于Mg-S。且Mg-T根部Bn MGT9-3,Bn MGT4-2和Bn MGT8-2的转录水平明显高于Mg-S。随后通过q RT-PCR进行的定量分析验证了这些结果,并且发现,在镁缺乏的条件下,Mg-T地上部Bn MGT1-2和Bn MGT6-1表达水平均显着上调10倍以上,且相对表达量显着高于其他基因。Bn MGT1-2和Bn MGT6-1可能在缺镁的条件下,提高镁转运效率方面发挥了积极作用,从而促使Mg-T缺镁耐受型较强。(6)选择Bn MGT1-2和Bn MGT6-1用于进一步的酵母及拟南芥功能验证。Bn MGT1-2和Bn MGT6-1分别转突变体mrs2得到的转基因酵母,能够在补充有50或200μM Mg2+的微量镁条件下恢复mrs2的生长速率缺陷。此外,分别在拟南芥中进行Bn MGT1-2和Bn MGT6-1的功能验证。当在含有30μM Mg2+的1/2 MS培养基上培养时,与野生型Col-0,Bn MGT1-2互补系,Bn MGT6-1互补系和Bn MGT1-2过表达系,Bn MGT6-1过表达系拟南芥植株相比,突变体植株atmgt1根长最短,Bn MGT1-2及Bn MGT6-1过表达株系的根长最长。用Magnesium Green-AMTM对拟南芥根部镁进行荧光染色,Bn MGT1-2过表达株系,Bn MGT6-1过表达株系,Bn MGT1-2互补株系,Bn MGT6-1互补株系和野生型Col-0的根中的荧光信号强度依次高于突变植株atmgt1。Bn MGT1-2和Bn MGT6-1回补了At MGT1的功能,在缺镁条件下,对镁转运效率起正向调节作用。在本研究中,筛选到Mg-T作为缺镁耐受型品种,其在镁的转运方面更高效。Bn MGT1-2和Bn MGT6-1可能是甘蓝型油菜中响应缺镁胁迫相关的主要镁转运蛋白,该研究为进一步阐明油菜缺镁耐性相关的分子遗传机制提供理论依据。(本文来源于《西南大学》期刊2019-04-08)
张露丹[3](2019)在《OsMGT1响应水稻缺镁胁迫的功能分析》一文中研究指出镁是植物生长发育所必需的营养元素之一,在许多生理和生化过程中起着至关重要的作用。镁供应不足会导致许多作物叶片出现脉间失绿的症状,影响光合效率,最终导致作物产量及品质的降低。镁离子具有最小的离子半径、最大的水合半径和最高的电荷密度等一系列独特的化学特性,使得其在跨膜转运中需要特定的镁转运体来维持植物体内高浓度的镁。目前,在水稻中已经发现转运体OsMGT1参与根部镁的吸收,同时在抗铝毒和抗盐胁迫中发挥重要作用。然而OsMGT1是否响应水稻缺镁胁迫还有待研究。本研究利用缺镁条件下转录组测序分析,发现OsMGT1在水稻地上部的表达受到缺镁胁迫显着诱导。通过分子生物学相关的实验技术并结合传统植物营养学分析方法对OsMGT1如何响应缺镁胁迫进行了系统研究,获得的主要结果如下:(1)通过转录组测序分析和定量表达分析,发现OsMGT1在水稻地上部的表达受到缺镁条件的诱导。并且,通过不同缺镁时间处理,发现OsMGT1表达的诱导上升发生在缺镁第5天。重新供镁之后,OsMGT1在水稻叶片和叶鞘的表达恢复到正常水平。OsMGT1在根部的表达不受缺镁的诱导。说明OsMGT1在水稻地上部的表达响应缺镁胁迫。(2)通过组织特异性表达分析,发现正常条件下,OsMGT1在根的中柱鞘,以及叶片、叶鞘和节的韧皮部位表达。缺镁胁迫显着增强了OsMGT1在叶片木质部和叶肉细胞、叶鞘叶肉细胞以及节木质部的表达。然而缺镁并没有改变OsMGT1在根部的表达模式。说明在缺镁胁迫下OsMGT1可能在水稻地上部发挥更为重要的作用。(3)通过植株生理表型分析,发现缺镁胁迫显着抑制了水稻植株的正常生长,表现在株高、生物量、SPAD值和镁含量的显着降低以及叶夹角的显着增大。其中,osmgt1两个突变体与野生型相比,对缺镁胁迫更为敏感,表现在生物量的显着降低、叶片提前卷曲萎黄、出现褐色斑点以及叶夹角显着增大。通过养分测定发现,突变体中镁离子的含量无论是在正常还是缺镁条件下都显着低于野生型。另外,在缺镁条件下同时增加钙离子的浓度,发现高钙进一步抑制osmgt1突变体的生长和镁离子的吸收。通过构建OsMGT1过表达株系,发现过表达该基因增强了水稻对缺镁胁迫的耐性,表现在生物量和镁含量的增加。以上结果说明OsMGT1在提高水稻缺镁耐性上起到重要作用。综上所述,OsMGT1通过促进镁在地上部木质部和叶肉细胞的转运来增强水稻缺镁胁迫的耐性。本研究为培育缺镁抗性的水稻品种提供候选基因和理论依据,对提高农作物产量和品质有着一定的指导意义。(本文来源于《福建农林大学》期刊2019-03-01)
王勇军[4](2019)在《甘蔗MGT基因家族鉴定与缺镁胁迫的转录组动力学研究》一文中研究指出甘蔗(Saccharum spp.)是最重要的糖料作物和能源作物,具有光合效率高、生物量高的特点,主要生长在热带及亚热带地区。在这两个地区,有将近1/3或1.7亿公顷土壤呈酸性,Mg~(2+)与带负电荷的土壤胶体结合能力较弱,并且由于其独特的化学性质,使得可交换性的Mg~(2+)从土壤中流失,从而造成甘蔗产区普遍缺镁。尽管缺镁对甘蔗产量影响研究已有报道,但是甘蔗响应镁饥饿(完全缺镁)胁迫的分子机制未见报道。本研究首先通过比较基因组学,从甘蔗割手密种中鉴定出10个镁离子转运子(Magnesium transporter,MGT),然后进行系统发育演化分析,利用不同组织和发育时期的表达谱数据比较分析,最后通过沙门氏突变株MM281以及烟草GFP亚细胞定位验证MGT基因的功能。为进一步探究甘蔗响应缺镁胁迫分子机制,对叁个甘蔗原始种高贵种、大茎野生种以及割手密种进行模拟缺镁处理,并对处理材料进行表型观察与生理生化分析以及转录组学分析,初步构建了甘蔗响应缺镁胁迫调控网络。主要研究结果如下:(1)通过比较基因组学手段,以水稻、玉米、拟南芥以及高粱的MGT作为参考序列,在割手密种蛋白数据库中筛选、鉴定出10个MGT成员。蛋白序列比对结果显示这些成员C端都存在Mg~(2+)结合位点(GMN、AIN或者AMN),且至少含有一个跨膜结构。甘蔗MGT成员之间相似性较低(21%-63%),表明MGT家族是比较古老的基因家族,且在甘蔗中存在高度序列分化。甘蔗与高粱MGTs直系同源基因之间Ka/Ks均小于1,表明甘蔗MGT基因受到较强烈的纯化选择。(2)通过收集16个代表性物种,共149个MGT蛋白成员,构建了系统演化发育树。发现MGT在被子植物出现之前至少存在5个最近共同祖先。通过参照物种演化关系及各个物种MGT成员数,发现植物所经历的WGD事件并未对MGT扩增做贡献。在甘蔗MGT家族中,SsMGT9与外类群最近,表明该基因在第一轮复制过程中保留下来,同时该基因是在甘蔗与高粱分化之后产生的,并且Ka/Ks结果表明该基因可能存在功能约束(Function constraint)。SsMGT7与SsMGT8两个基因则起源于被子植物第二轮基因复制事件的最近共同祖先,从基因结构分析以及与这两个基因处于同一分支中各MGT成员间蛋白序列比较分析结果显示,SsMGT7与SsMGT8两个基因比其他MGT多出的外显子可能是由于基因复制过程中外显子化引起的。同时,系统发育演化结果表明SsMGT1与SsMGT2起源于最近的一轮基因组复制事件中。(3)甘蔗不同组织和生长时期表达谱数据分析表明,MGT3、MGT5、MGT6、MGT9、MGT10在甘蔗各部位都有表达,而镁饥饿环境能诱导MGT2与MGT4显着上调表达。SsMGT6,SsMGT9与SsMGT10表达量最高,推测它们在执行叶片光合作用过程中扮演着重要角色。同时,叶片昼夜节律表达谱数据表明,SsMGT6与SsMGT9、SsMGT10昼夜表达模式相反,说明它们可能在甘蔗叶片对Mg~(2+)的需求与转运过程中存在功能分工。同时还发现MGT6与MGT10在甘蔗茎叶中均有较高表达量,推测这2个基因在Mg~(2+)长途运输过程中可能具有重要作用。(4)通过构建沙门氏细菌Mg~(2+)转运体突变株MM281,进行异源表达甘蔗MGT3、MGT6、MGT9以及MGT10四个基因,证实了这些基因编码的蛋白具有转运Mg~(2+)能力。GFP亚细胞定位结果表明甘蔗MGT10定位于烟草细胞的叶绿体中。(5)为进一步探究镁对甘蔗的功能,通过模拟缺镁胁迫环境,实验结果表明,缺镁能导致甘蔗叶片黄化、光合效率下降。并且在甘蔗根部至少存在两种提高镁吸收效率方式:即增加根毛密度,增大根表面积;使根部木质化程度增加,增强对镁吸收能力。根据不同镁浓度处理下3个甘蔗原始种的2个组织表达谱,甘蔗在受到缺镁胁迫后:高贵种根与叶中分别获得4694个(上调2033:下调2703)和8624个(上调4212:下调4426)差异基因,大茎野生种根与叶中分别有4205个(上调2178:下调2030)和7138个(上调3759:下调3379)差异基因,割手密种则分别鉴定出2399个(上调1236:下调1163)与11893个(上调5956:下调5962)差异基因。功能注释以及KEGG通路分析结果表明,整体而言,缺镁可诱导甘蔗激素信号传导通路、光合电子传递链通路,叶绿素合成通路以及光合作用碳固定通路相关基因表达发生变化;具体而言,在种间差异分析中,高贵种与大茎野生种响应通路较为相似,叶片部位均为生理生化过程,而割手密则主要为胁迫响应过程。组织差异分析结果表明,缺镁导致叶片中能量代谢等Mg~(2+)功能化途径相关基因差异表达,并且Mg~(2+)转运体MGT2与MGT4表达水平受到诱导显着上调。根部则主要为激素信号传导等胁迫响应,以及调控根系生长方式相关基因,增强对Mg~(2+)吸收能力。本研究对甘蔗MGT家族进行了系统演化、表达谱进行分析以及部分SsMGTs功能验证。并对缺镁胁迫下甘蔗生理表型改变与转录组动力学进行分析,初步阐明甘蔗响应缺镁胁迫调控网络,为后期甘蔗遗传改良提供重要参考。(本文来源于《福建农林大学》期刊2019-03-01)
郑重禄[5](2015)在《缺镁胁迫对柑橘的影响研究综述(3)——缺镁对柑橘酶活性及其他生理生化的影响》一文中研究指出3.4缺镁对柑橘酶活性的影响镁是植物多种酶的活化剂和一些酶分子的成分。由镁所活化的酶就有30多种,其种类比其它任何矿质元素均多~[38]。因而,对植物的光合作用、氮代谢、糖酵解、叁羧酸循环、脂肪代谢、活性氧代谢、呼吸作用等均产生影响。镁不仅能促进碳水化合物的合成与转化,还参与脂肪代谢,乙(本文来源于《浙江柑橘》期刊2015年04期)
郑重禄[6](2015)在《缺镁胁迫对柑橘的影响研究综述(2)——缺镁对柑橘光合作用及相关生理生化的影响》一文中研究指出3缺镁对柑橘生理生化的影响3.1缺镁对柑橘光合作用的影响3.1.1缺镁对柑橘光合色素的影响。光合色素在光合作用中参与吸收、传递光能或引起原初光化学反应,其含量直接影响柑橘的光合能力。尤其叶绿素,对柑橘光合作用影响最为重要。镁是叶绿素分子唯一的金属元素,占叶绿素分子量的2.7%,参与叶绿素(本文来源于《浙江柑橘》期刊2015年03期)
郑重禄[7](2015)在《缺镁胁迫对柑橘的影响研究综述(1)——缺镁对柑橘生长发育的影响》一文中研究指出镁是柑橘生长发育最重要的矿质元素之一,对柑橘具有重要的营养作用和生理功能。缺镁胁迫会对柑橘生长发育、果实产量的形成和品质的改善产生不利影响。本文综述了有关缺镁对柑橘生长发育、光合作用、活性氧代谢、酶活性、基因表达和蛋白质组学等的影响,并对今后柑橘缺镁研究的重点提出见解,以期为进一步深入研究提供参考依据。由于文章字数多,分3期连载。(本文来源于《浙江柑橘》期刊2015年02期)
陈伟立,谢小林,李娟,陈杰忠,姚青[8](2015)在《缺镁胁迫对‘砂糖橘’植株矿质养分及抗氧化酶的影响》一文中研究指出试验采用珍珠岩基质培养法,研究缺镁胁迫对枳砧‘砂糖橘’植株的矿质养分吸收和抗氧化活性等生理生化过程的影响。结果表明:与对照相比,缺镁处理90 d导致‘砂糖橘’植株叶片叶绿素含量显着降低;N、P、K、Mg含量降低,但都未达到显着水平,其中镁含量下降幅度最大,为23.0%;另外,缺镁处理3个月后发现N、P和Mg含量都降低,而钾含量增加了2倍多。缺镁胁迫引起叶片中过氧化氢和MDA含量增加,相应地导致POD和CAT活性提高,但是SOD活性未受影响,APX活性变化也无规律。这些数据表明,90 d的缺镁胁迫能够引起‘砂糖橘’植株叶片中活性氧的累积,POD和CAT可能参与了活性氧的清除。(本文来源于《热带农业科学》期刊2015年06期)
杨全勇,王秀峰,韩宇睿,杨静静,魏珉[9](2015)在《硝普钠对黄瓜幼苗缺镁和硝酸盐胁迫的缓解效应》一文中研究指出【目的】设施栽培中土壤次生盐渍化严重,导致植株出现缺镁失绿症状。通过研究硝酸盐胁迫下外源NO供体(硝普钠,SNP)对缺镁黄瓜幼苗生长的影响,探究硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫缓解效应,为解决设施生产中黄瓜幼苗的缺镁失绿症状提供理论指导。【方法】采用水培的方式培养黄瓜幼苗,幼苗长至叁叶一心时进行处理。营养液采用山崎配方,镁离子浓度设两个水平为2 mmol/L(正常浓度)和1 mmol/L(缺镁胁迫);硝酸盐浓度设两个水平为14 mmol/L(正常浓度)和140 mmol/L(硝酸盐胁迫);硝酸盐和镁正常浓度为对照。用0.1mmol/L SNP分别缓解缺镁胁迫、硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫,用0.1 mmol/L SF(铁氰化钠)处理,观察SNP反应产物的影响;NO-3由Ca(NO3)2·4H2O和KNO3提供,各占1/2,p H由H2SO4调节,保持在5.5 6.5。【结果】1)缺镁胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量较正常处理的黄瓜幼苗显着降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显着升高。缺镁处理的黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性与正常处理的黄瓜幼苗相比明显降低。2)硝酸盐胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量、黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性较正常处理的黄瓜幼苗显着降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显着升高。3)缺镁和硝酸盐双重胁迫下,黄瓜幼苗的相关生长指标和抗逆指标较正常处理的黄瓜幼苗降低或增大更为显着。4)缺镁胁迫,硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫下,外施0.1 mmol/L SNP处理的黄瓜幼苗,株高和叶面积增加值、干物质增长量、幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性较未添加SNP处理的黄瓜幼苗显着提高,电解质渗漏率和丙二醛含量则明显降低。外施0.1 mmol/L SF则没有表现出明显的作用。【结论】硝酸盐胁迫下缺镁黄瓜幼苗生长受到明显抑制,出现失绿症状,通过添加0.1 mmol/L SNP,黄瓜幼苗的生长抑制得到明显缓解,说明在硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫有显着缓解作用,增强黄瓜幼苗的耐盐性和对镁的吸收能力。(本文来源于《植物营养与肥料学报》期刊2015年05期)
王珊,赵树欣,魏长龙,于水燕,史吉平[10](2014)在《缺镁胁迫对普通小球藻光合生理及油脂积累的影响》一文中研究指出小球藻是一种重要的生物资源,它在生产微藻燃料、提取生物活性物质以及水环境修复等方面具有广阔的应用,因此研究小球藻的生理生化特性具有重要的意义.镁离子在微藻的生长过程中起到了很重要的作用,不仅是叶绿素结构的中心原子,还是一些代谢途径中关键酶的辅因子.采用批次培养的方法,在对普通小球藻(Chlorella vulgaris)光合自养培养过程中,研究了在缺镁胁迫条件下的普通小球藻的光合生理及油脂积累的变化.结果表明,在缺镁胁迫条件下,普通小球藻的生物量、蛋白含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量分别降低了20%、43.96%、27.52%、28.07%,而总油脂含量增加了19.60%;普通小球藻的最大光能转化效率Fv/Fm降低了22.54%,而非光化学淬灭qN显着高于正常培养条件.本研究结果表明缺镁胁迫抑制了普通小球藻中叶绿素的合成,从而影响了光合作用的进行,导致普通小球藻生长受到抑制、蛋白质合成受阻,从而使其碳同化进入油脂的合成代谢,增加了普通小球藻油脂含量.(本文来源于《环境科学》期刊2014年04期)
缺镁胁迫论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
我国一半以上的土壤都存在不同程度的镁营养缺乏现象。作为植物中最丰富的二价阳离子,镁(Mg2+)对植物的生长至关重要。Mg2+在维持植物细胞膜稳定性中起重要作用,它还调节碳固定,叶绿素合成,碳水化合物运输以及酶活性和生殖。镁营养缺乏是植物常见的营养紊乱之一,其会抑制叶绿素合成和生物质分配,使得脉间萎黄,抑制根和叶的生长,导致植物形态和生理异常,影响农业生产和质量。甘蓝型油菜是世界上第二大食用植物油来源,在我国长江流域被广泛种植,其中川渝油菜种植面积位居全国首位。但由于西南地区存在过量施用氮磷钾肥及酸沉降加剧等现象,使得土壤酸化的农田环境问题频繁出现,铝毒严重,土壤有效镁缺失,影响了油菜籽品质及产量。目前,甘蓝型油菜中Mg2+吸收和转运的分子机制尚不清楚。因此,筛选缺镁耐受型油菜品种,并研究该品种的镁吸收和转运机制,不仅将有利于选育出具有较强的缺镁耐受型油菜新品种,从而提高油菜在缺镁地区的经济价值,同时也有利于解决土壤有效镁严重损失的农田环境问题。基于以上信息,本研究选取13个不同基因型的甘蓝型油菜品种,在缺镁条件下,根据植株各组织的生物量和镁含量进行筛选。从而确认一对缺镁耐受型品种Mg-T(P160:中双11)和缺镁敏感型品种Mg-S(P153:Santana)作为研究对象。在不同的镁缺乏处理下,进一步对这两种基因型进行了生理学表征,包括光合速率,叶绿素含量,丙二醛含量和过氧化物酶活性,以及叶片中蔗糖含量。此外,分别对Mg-S和Mg-T地上部和根进行转录组学和q RT-PCR分析。通过酵母和拟南芥突变体中的功能验证来表征参与Mg转运的关键基因的功能。主要结果如下:(1)两种基因型Mg-T和Mg-S在镁缺乏培养条件下存在明显的差异反应。与正常镁培养条件相比,Mg-S的生物量,地上部的镁含量及镁转运系数(TF)在缺镁培养条件下明显降低,而Mg-T的的生物量,地上部的镁含量及TF在不同浓度镁处理间没有明显变化。结果证明,Mg-T为缺镁耐受型品种。(2)与正常镁培养条件相比,在缺镁培养条件下,Mg-T与Mg-S各自的净光合速率与叶绿素含量均有所下降。Mg-S呈现急剧的下降趋势,变化显着,而Mg-T呈现缓慢下降的趋势,无显着性变化。Mg-T叶绿素合成及光合作用受缺镁胁迫的抑制作用更弱,即对镁缺乏的耐受性更强。(3)与正常镁培养条件相比,在缺镁培养条件下,Mg-T与Mg-S各自的丙二醛含量与过氧化物酶活性均有所上升。并且Mg-S呈现急剧的上升趋势,变化显着,而MgT呈现缓慢上升的趋势,无显着性变化。Mg-T脂质过氧化受外源缺镁胁迫的影响更弱,及其对镁缺乏的耐受性更强。(4)与正常镁培养条件相比,在缺镁培养条件下,Mg-T与Mg-S各自的蔗糖含量均有所上升。并且Mg-S呈现急剧的上升趋势,变化显着,而Mg-T呈现缓慢上升的趋势,无显着性变化。Mg-T受外源缺镁胁迫时,源叶中蔗糖输出过程受抑制作用更弱,即其对镁缺乏的耐受性更强。(5)转录组测序结果发现,在缺镁培养条件下,Bn MGT4-2,Bn MGT2-1和Bn MGT9-3在Mg-T地上部的转录水平高于Mg-S。且Mg-T根部Bn MGT9-3,Bn MGT4-2和Bn MGT8-2的转录水平明显高于Mg-S。随后通过q RT-PCR进行的定量分析验证了这些结果,并且发现,在镁缺乏的条件下,Mg-T地上部Bn MGT1-2和Bn MGT6-1表达水平均显着上调10倍以上,且相对表达量显着高于其他基因。Bn MGT1-2和Bn MGT6-1可能在缺镁的条件下,提高镁转运效率方面发挥了积极作用,从而促使Mg-T缺镁耐受型较强。(6)选择Bn MGT1-2和Bn MGT6-1用于进一步的酵母及拟南芥功能验证。Bn MGT1-2和Bn MGT6-1分别转突变体mrs2得到的转基因酵母,能够在补充有50或200μM Mg2+的微量镁条件下恢复mrs2的生长速率缺陷。此外,分别在拟南芥中进行Bn MGT1-2和Bn MGT6-1的功能验证。当在含有30μM Mg2+的1/2 MS培养基上培养时,与野生型Col-0,Bn MGT1-2互补系,Bn MGT6-1互补系和Bn MGT1-2过表达系,Bn MGT6-1过表达系拟南芥植株相比,突变体植株atmgt1根长最短,Bn MGT1-2及Bn MGT6-1过表达株系的根长最长。用Magnesium Green-AMTM对拟南芥根部镁进行荧光染色,Bn MGT1-2过表达株系,Bn MGT6-1过表达株系,Bn MGT1-2互补株系,Bn MGT6-1互补株系和野生型Col-0的根中的荧光信号强度依次高于突变植株atmgt1。Bn MGT1-2和Bn MGT6-1回补了At MGT1的功能,在缺镁条件下,对镁转运效率起正向调节作用。在本研究中,筛选到Mg-T作为缺镁耐受型品种,其在镁的转运方面更高效。Bn MGT1-2和Bn MGT6-1可能是甘蓝型油菜中响应缺镁胁迫相关的主要镁转运蛋白,该研究为进一步阐明油菜缺镁耐性相关的分子遗传机制提供理论依据。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
缺镁胁迫论文参考文献
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