水稻耐汞基因的QTL分析及耐汞相关基因OsPP2C功能的初步研究

摘要

汞是植物生长的非必需元素，同时也是毒性最强的重金属之一，目前汞污染已经成为世界性的环境污染问题，引起人们广泛关注。为了研究植物的耐汞机制，本研究以粳稻越富和IRAT109为实验材料，对其进行QTL分析;以9311和Azucena为实验材料，使用定量PCR的方法分析HgCl2胁迫下蛋白磷酸酶OsPP2C基因的表达，利用原核表达技术初步分析耐汞相关基因OsPP2C的功能。主要研究结果如下:
　　1.采用不同浓度0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5μM HgCl2处理4d苗龄的水稻幼苗3d，分别测定其最长根长，以相对根长（RRL）为指标评估越富和IRAT109的耐汞性差异。结果表明，当使用1.0μM和1.5μM HgCl2处理时，越富的耐汞性极显著强于IRAT109（P＜0.01），浓度为1.5μM时二者差异最大。
　　2.利用1.5μM HgCl2处理越富和IRAT109杂交获得的RILs群体的120个株系3d，以RRL为指标，进行耐汞性QTL分析。共检测到3个耐汞性相关的QTLs，分别位于1、2、5号染色体上，解释表型变化的11.0％、10.8％和13.9％。
　　3.用15μM的Hg2+胁迫处理9311和Azucena5叶期幼苗14d。结果显示，Hg2+能抑制9311和Azucena的生长，影响干重的积累，但9311和Azucena对Hg2+胁迫的耐性有所不同，9311对Hg2+胁迫的耐性显著强于Azucena。
　　4.大量研究显示，蛋白磷酸酶PP2C在植物抗逆过程中起着重要的作用。本文在实验室前期研究的基础上利用实时定量PCR的方法，分析了水稻根部OsPP2C基因在Hg2+胁迫下的表达。结果显示，Hg2+胁迫下，9311中OsPP2C基因在处理3h、6h和9h的表达极显著高于Azucena的。
　　5.将克隆的OsPP2C基因导入大肠杆菌进行原核表达分析，使用Hg2+胁迫处理含空载体pET24a和含重组质粒pET24a-OsPP2C的大肠杆菌，结果显示OsPP2C基因能增强大肠杆菌对Hg2+对汞的耐性。

目录

论文说明

摘要

缩略词表

第一部分 文献综述

第一章 汞毒害作用及植物耐汞毒害的机制

1 前言

2 汞对植物生长发育的影响

3 植物耐汞胁迫的生理机制

4 植物耐汞胁迫的分子机制

第二章 数量性状QTL(quantitative trait loci)概述

1 QTL定位的原理

2 遗传连锁图谱的构建

3 QTL定位的分析方法

4 影响QTL定位的因素

5 QTL的精细定位与克隆

6 QTL定位在水稻重金属离子胁迫中的应用

第三章 植物蛋白磷酸酶PP2C功能的研究进展

1 蛋白磷酸酶的分类

2 植物蛋白磷酸酶PP2C

3 植物PP2C与抗逆

4 植物PP2C研究的意义

5 本课题研究的意义

6 技术路线

第二部分 研究论文

第一章 水稻苗期耐汞QTLs的分析

1 前言

2 实验材料与方法

3 实验结果

4 分析与讨论

第二章 HgCl2胁迫下9311和Azucena耐性比较分析

1 前言

2 材料与方法

3 实验结果

4 分析

第三章 OsPP2C基因的克隆及汞胁迫下的表达分析

1 前言

2 材料与方法

3 OsPP2C基因的克隆

4 实验结果

4 讨论

第四章 OsPP2C基因的原核表达及功能分析

1 前言

2 材料与方法

3 实验结果

4 讨论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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