低磷胁迫下磷高效水稻IR74 mRNA的表达分析

摘要

本研究以磷高效水稻IR74为供试材料，采用水培，磷设置两水平，正常供磷（CK，P浓度为10mg/L）和低磷胁迫（TR，P浓度为0.5mg/L），选择有代表性的13个根系基因和22个叶片基因为研究对象，分别在0.5h、2.5h、5.5h、1d、3d、6d时取其根系与叶片的mRNA，以各个时期正常供磷下根系的mRNA表达为对照，采用实时荧光相对定量PCR分析该水稻相关基因的mRNA的表达。结果如下：　　1、低磷胁迫下根系相关基因的mRNA的动态表达　　研究表明，在13个有代表性根系基因中，低磷胁迫0.5h时，有1个基因在mRNA水平表达上调，其他12个基因则表达下调；低磷胁迫2.5h mRNA表达均低于对照；低磷胁迫5.5h时，有1个基因在mRNA水平无明显变化，12个基因在mRNA水平上表达下调；低磷胁迫1d，有3个基因无明显变化，其他10个基因表达均上调；低磷胁迫3d，2个基因表达上调，1个基因抑制表达，其他10个基因无明显变化；6d时间点3个基因表达量无明显变化，基因蔗糖合成酶2则表达下调，另外8个基因均表现为上调。其中，基因PBZ1在常磷处理和低磷胁迫3d和6d时 mRNA均不表达，基因OsPR常磷处理6d较正常处理3d时mRNA的表达量明显下降，而在这两个时间点低磷胁迫均抑制了mRNA的表达。　　2、低磷胁迫下叶片相关基因的mRNA的动态分析　　研究表明，在22个有代表性叶片基因中，低磷胁迫0.5h，10个基因无明显变化表达，3个基因在mRNA水平表达均较对照高，其他9个基因的mRNA表达量则下降；2.5h时间点，11个基因无明显变化，5个基因上调，其他则表现为下调；低磷胁迫处理5.5h，3个基因在mRNA水平表达量无明显变化，基因Os06g0598500在低磷胁迫抑制表达，4个基因表达量上调，其他14个基因的下调表达；低磷胁迫1d，6个基因的mRNA表达量无明显变化，5个基因表达量上调，10个基因的mRNA表现为下调，基因Os03g082620的mRNA低磷胁迫抑制表达；3d时间，4个基因的mRNA表达量无明显变化，3个基因在表达量上调，15个基因表现为下调；低磷胁迫6d，7个基因在常磷处理与低磷胁迫下mRNA的表达量无明显变化，4个基因的mRNA表达量下调，其他11个基因则在mRNA水平均表现为上调。但是OsLLA23基因在1d、3d、6d常磷和低磷低磷胁迫间mRNA无明显变化，而且在这一段时间内无论常磷还是低磷胁迫均抑制表达。　　3低磷胁迫下磷高效水稻IR74特异表达基因的蛋白功能分析　　从蛋白质功能，可将这35个基因依据它们参与植物体生命活动的主要功能进行归类：在根系中参与转录调控；分别在根系和叶片中参与代谢；参与根系细胞生长；参与根系和叶片细胞的防御；参与植物叶片光合作用；其它未知蛋白。

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第一章 文献综述

1土壤中的磷以及植物体对磷素的需求

2磷胁迫对植物生理生化特性的影响

2.1 磷胁迫下水稻形态学的变化

2.2低磷胁迫引起水稻生理代谢途径的改变

2.3 低磷胁迫下植物体内源激素的变化

2.4低磷胁迫对细胞内环境的影响

3低磷胁迫下水稻蛋白质组学的研究

4植物RNA组学与非生物胁迫的研究进展

4.1 RNA组学的产生和发展

4.2 RNA组学研究的主要技术方法

4.3非生物胁迫下植物体RNA的研究进展

5本研究的目的及意义

第二章 材料与方法

1 实验材料与设计

1.1实验材料

1.2 主要使用仪器及耗材

1.3实验材料的处理与培养

2 实验方法

2.1 水稻根尖、叶尖RNA的提取及标准品的稀释

2.2 cDNA的合成

2.3 引物设计

2.4 PCR反应体系和程序

2.5 琼脂糖凝胶电泳检测PCR扩增产物

2.6 实时荧光相对定量PCR

第三章 结果与分析

1 定性检测引物特异性检测

2 低磷胁迫下磷高效水稻IR74根系及叶片实时荧光定量PCR检测

2.1 IR74磷高效水稻在六个处理时间点根系和叶片mRNA的表达分析

第四章 讨论与结论

1 低磷胁迫下mRNA的表达与蛋白的差异表达比较

1.1 磷胁迫下IR74根系mRNA与蛋白的表达比较

1.2 磷胁迫下IR74叶片mRNA与蛋白的表达比较

2 磷高效水稻根系基因对低磷胁迫响应机制的分析2.1参与转录调控的基因

2.2 参与代谢的基因

2.3 参与细胞生长基因

2.4参与细胞防御的基因

3 磷高效水稻叶片基因对低磷胁迫响应机制的分析3.1 参与代谢的基因

3.2 参与光合作用的基因

3.3 参与逆境反应的基因

4 问题与展望

参考文献

致谢