朝鲜碱茅的抗盐生理及分子机制初探

摘要

朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis Ohwi)属，多年生草本植物，是一种优质禾本科牧草，它根系致密，分蘖力强，耐盐碱、耐干旱被称为“改良盐碱之王”，是在盐渍化土壤改良的先锋植物和建立人工草地的重要草种。 甜菜碱是生物体内普遍存在的一种有效的渗透调节剂。在高等植物中，甜莱碱由胆碱经两步氧化生成，即胆碱→甜菜碱醛→甜菜碱。甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase，BADH)催化第二步氧化反应，是高等植物体内合成甜菜碱的关键酶。本文综合分析了朝鲜碱茅的抗盐性生理指标，设计了简并引物成功地扩增出其甜菜碱醛脱氢酶基因的保守区段并对其进行了分析，分析结果如下： 1．朝鲜碱茅幼苗的抗盐性强于种子，综合分析三大类生理指标发现，250 mmol·L<'-1>为适宜朝鲜碱茅幼苗生长的NaCl浓度域值； 2．在抗氧化系统中SOD起主要作用，CAT不能作为朝鲜碱茅抗逆指标； 3．在渗透调节中甜菜碱起广泛的作用，300 mmol·L<'-1>NaCl胁迫时甜菜碱醛脱氢酶活性最高，而脯氨酸在朝鲜碱茅高浓度NaCl胁迫中的作用还有待研究； 4．ABA参与了朝鲜碱茅的抗性生理，并与IAA、ZR等其他激素共同调节了朝鲜碱茅的生长； 5．扩增得到了朝鲜碱茅BADH基因保守序列，该保守区段长438 bp，推测编码145个氨基酸，与禾本科其他植物该基因有高达90％的同源性。在该保守区内，包括醛脱氢酶功能高度保守序列VT/SLELGGKSP和其后第29位与酶功能有关的Cys。醛脱氢酶保守区第2位点表现为禾本科植物通用的S。利用半定量PCR方法分析朝鲜碱茅BADH基因的表达量，NaCl浓度在250～350 mmol·L<'-1>时该基因表达量最大，结果与酶活性变化规律一致。 6．该基因保守区序列以登录Genbank，登录号：EF095710。

目录

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摘要

第一章前言

第二章文献综述

第三章朝鲜碱茅的抗盐性基础

3.1朝鲜碱茅的盐胁迫处理

3.2试剂与仪器设备

3.2.1试剂

3.2.2仪器设备

3.3测定方法

3.3.1盐胁迫下朝鲜碱茅种子发芽率的测定

3.3.2盐胁迫下朝鲜碱茅抗氧化防御系统的测定

3.3.3盐胁迫下朝鲜碱茅渗透调节物系统的测定

3.3.4盐胁迫下朝鲜碱茅内源激素含量的测定

3.4实验结果与分析

3.4.1盐胁迫对朝鲜碱茅种子发芽的影响

3.4.2盐胁迫对朝鲜碱茅抗氧化防御系统的影响

3.4.3盐胁迫对朝鲜碱茅渗透调节系统的影响

3.4.4盐胁迫胁迫对朝鲜碱茅内源激素的影响

3.5讨论

3.5.1盐胁迫对朝鲜碱茅种子发芽的影响

3.5.2盐胁迫对抗氧化防御系统的影响

3.5.3盐胁迫对朝鲜碱茅渗透调节系统的影响

3.5.4盐胁迫对朝鲜碱茅内源激素水平的影响

3.5.5内源激素与其它抗性生理指标的关系

第四章朝鲜碱茅BADH保守区序列的扩增

4.1材料与方法

4.1.1植物材料

4.1.2试剂、生物软件及主要仪器

4.1.3引物设计与合成

4.1.4总RNA的制备及其完整性、纯度、浓度检测

4.1.5第一链cDNA的合成

4.1.6 BADH基因保守序列的PCR扩增

4.1.7 PCR产物T-载体克隆与检测

4.1.8 BADH表达量分析

4.2结果与讨论

4.2.1总RNA的质量检测

4.2.2退火温度的确定

4.2.3目的片段的回收

4.2.4阳性克隆的筛选

4.2.5序列的测定与分析

4.2.6 BADH基因表达差异

4.3讨论

第五章结论

参考文献

附录

致谢

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