【摘 要】
:
植物生长发育过程中通常会遇到各种不利其生长的环境,如盐碱、干旱、极端温度、缺K+以及病虫害等,这些逆境是严重制约世界作物生长和生产力的重要影响因素。植物不能移动无法逃离这些逆境,只能主动地接受。因此,植物在长期的演变过程中演化出精准的信号转导机制和相互作用调控网络,感应和转导多变的外界信号,从而对逆境及时做出应激反应。SOS(Salt overly sensitive)通路就是响应盐胁迫的重要途径
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目(31860404和32160466); 兰州市科技计划项目(2021-1-165);
论文部分内容阅读
植物生长发育过程中通常会遇到各种不利其生长的环境,如盐碱、干旱、极端温度、缺K+以及病虫害等,这些逆境是严重制约世界作物生长和生产力的重要影响因素。植物不能移动无法逃离这些逆境,只能主动地接受。因此,植物在长期的演变过程中演化出精准的信号转导机制和相互作用调控网络,感应和转导多变的外界信号,从而对逆境及时做出应激反应。SOS(Salt overly sensitive)通路就是响应盐胁迫的重要途径之一。SOS通路中的三个重要成员(SOS1、SOS2和SOS3)相互作用,启动磷酸化级联反应,释放细胞内过量的Na+到外界,从而降低盐胁迫对细胞造成的毒性,因此SOS途径在保持植物细胞内K+/Na+的平衡,减少细胞乃至植物体内Na+的聚积中有重要作用。因此,克隆甜菜SOS通路的关键基因并对其进行功能研究变得非常有必要。本论文研究以甜菜(Beta vulgaris L.)为研究对象,在基因组水平上挖掘和鉴定钙调磷酸酶B样蛋白(Calcineurin B-like protein)BvCBLs基因家族;利用qRT-PCR分析其在盐和干旱胁迫下的表达模式。此外,克隆BvCBL1(BvSOS3)和质膜Na+/H+逆向转运蛋白BvSOS1全长cDNA,并构建pEarley Gate 100-BvSOS1/3超表达载体,遗传转化拟南芥并验证BvSOS1/3的耐盐性。主要取得如下结果:(1)在甜菜基因组中鉴定出7个BvCBLs基因。系统发育将BvCBLs可分为四组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组),所有BvCBLs均含有保守的EF-hand基序,而BvCBL1、BvCBL2和BvCBL5的N-末端则含有豆蔻酰化位点,BvCBL4和BvCBL6的N端包含一个跨膜结构域。预测的BvCBLs与多个CIPKs相互作用。另外,qRT-PCR结果表明,在50 mmol/L NaCl处理下,BvCBLs在地上部和根部的表达量均有显著增加,而在山梨醇处理下,BvCBLs在根部的表达量被显著诱导。这些结果表明,BvCBLs可能在甜菜响应盐和干旱中发挥重要作用。(2)根据甜菜基因组库中的序列设计引物,从甜菜中克隆到了BvSOS3(BvCBL1)和质膜Na+/H+逆向转运基因BvSOS1。BvSOS1的开放阅读框(Open reading frame,ORF)为3489 bp,编码1126个氨基酸,BvSOS3 ORF为660bp,编码219个氨基酸,均为属亲水性蛋白。将甜菜BvSOS1/3目的片段克隆至过表达载体pEarley Gate 100中,经菌液PCR、酶切和测序鉴定后,将鉴定完全正确的两个pEarley Gate 100-BvSOS1/3超表达载体,转入农杆菌GV3101感受态。用花侵染法将带有BvSOS1/3基因片段的过表达载体转化到拟南芥基因组,以获取T1代种子,并用Basta抗性筛选到T3代阳性纯合植株,进而验证BvSOS1/3的抗逆性功能。(3)经Basta筛选得到的BvSOS1/3转基因植株用基因组PCR、测序和qRT-PCR确定BvSOS1/3基因转入拟南芥,获得BvSOS1/3转基因阳性株系。转基因植株中的BvSOS1/3表达明显高出野生型4000-15000倍。T3代纯合植株种子用150 mmol/L NaCl和0.5μmol/L ABA处理后,BvSOS1/3超表达株系的种子萌发率显著高于野生型。BvSOS1/3转基因阳性植株用75和150 mmol/L NaCl处理后,其根长、鲜重、脯氨酸和叶绿素含量等生理参数及响应逆境基因(脯氨酸合成酶基因AtP5CS1和抗氧化酶相关基因AtSOD1、AtCAT1、AtPOD1)的表达水平均显著增加,表明拟南芥中过表达BvSOS1/3基因可增强植株的活性氧清除能力和渗透调节能力,从而提高植物对盐的适应能力。综上所述,本论文在甜菜CBL家族成员的鉴定和胁迫处理下表达模式分析的基础上,结合BvSOS1和BvSOS3(BvCBL1)基因在拟南芥超表达,以验证甜菜SOS通路的响应盐胁迫机制。以期为改良农作物抗逆性提供遗传资源和理论基础。
其他文献
甜菜(Beta vulgaris L.)属藜科二年生草本植物,是世界上第二大制糖来源,作为制糖作物具有重要的商业价值。由于气候变化,甜菜受到不利的环境影响,导致减产和质量不高,利用转基因技术对植物进行遗传改良,成为当下快速及有效的方法之一。蔗糖非发酵相关蛋白激酶2(Sucrose non-fermenting-1-related protein kinase 2,SnRK2)是植物特有的,在植物生
随着我国军事与经济能力的逐步提高,越来越多的人由于工作、学习、旅游等原因前往海拔大于3000 m的高原地区。高原由于低压性低氧等原因会引发急进人员发生高原病,严重者甚至危及生命。目前对于人体感知低氧环境并启动抗缺氧机制的过程尚不完全清楚,也缺乏有效的防治手段。初级纤毛是位于细胞表面的轴突状结构,近年来发现其具有感知外界化学、物理、机械等刺激并将信号传达至胞内,引发相关反应的功能。那么初级纤毛是否具
缓冲区广泛存在于供应链物流或生产制造企业内部,主要用于存储成品或半成品,可降低或避免系统不良状态对其它单元乃至对整个系统带来不良影响。当前市场竞争迫使企业不得不从系统角度出发进一步加强生产资源的系统管理与优化,以达到企业降成、提升竞争力的目的。但受制于系统“状态爆炸”、性能评价技术、求解技术等多种因素的影响,受随机事件影响、具有复杂系统结构的规模化制造系统相关缓冲区容量优化分配问题当前并未得到解决
研究显示,世界上约30%人口患有锌缺乏症。截止到2020年,中国约有1亿人口锌营养不良。锌缺乏会破坏人体免疫功能,降低学习能力,还会影响儿童智力发育、减缓溃烂伤口愈合速度,甚至造成DNA损伤引发癌症等疾病,因此人体锌缺乏问题已愈来愈受到世界各国的重视。甘肃是马铃薯生产大省,也是马铃薯消费大省,因此实现马铃薯籽粒锌强化及提高锌生物有效性对于解决普遍存在的人体锌缺乏问题至关重要。针对这一现象,联合国粮
海地瓜(Acaudina molpadioides)属于海参纲芋海参科棘皮动物门,是低值海参的一种,又称之为茄参。我国沿海均有分布,资源相当丰富。海地瓜体壁除了多糖、皂苷、胶原蛋白等化学成分之外,其体壁还含有多种活性多肽,具有降血压、防止肝损伤、降低脂肪肝及降血糖等多种生理功能,在食品、医疗等领域有很好的应用,目前有关海参的研究对象主要集中于对刺参、梅花参等经济价值较高的品种,对经济价值较低的海地
目的:评价松解筋膜触发点(MTrPs)针刺法治疗小学生近视的疗效,并探讨MTrPs针刺灭活与裸眼视力(UCVA)缓解程度的相关性。方法:选取小学生(年龄6~12周岁)近视患者83例(159眼)为研究对象;按随机数字表法分为观察组42例(80眼)与对照组41例(79眼),观察组选取风池、大杼穴,采用针刺、行针和固定留针方法,松解MTrPs,每日针刺1次;对照组给予患眼0.01%阿托品滴眼,每日1次,
为探究超临界CO2萃取技术在动物油脂提取中的应用,明确萃取过程中脂肪酸的变化规律,以羊肉为原料,利用超临界CO2萃取技术提取羊肉油脂,分析油脂提取效果,并采用气相色谱-质谱联用仪对其脂肪酸质量分数和组成进行分析。结果发现,超临界CO2萃取羊肉油脂的萃取率可达22.04%,与未处理组相比,经超临界萃取后肉中饱和脂肪酸相对含量显著降低了11.37%(P<0.05),超临界萃取的油中饱和脂肪酸无显著变化
喇嘛甸油田进入开发后期,注聚对象转向Ⅱ类B油层,依靠单一射孔技术投入成本较高问题,可以通过优化方案设计改善现状。利用参数优化、组合枪体连接、组合枪体导爆索设计以及组合射孔弹应用,形成一种非全段压裂井组合射孔技术,在一定程度上降低投资成本。2020到2021年在X1区块实际施工应用34口井,已投产井措施后产液/注入量与地质预测产液/注入量对比,全部达标,平均单井节省投入成本1.4万元。与同区块地质条
荒漠植物是具有独特功能性状及资源利用特征的干旱区地带性植被,其功能性状及其多样性在解释干旱区物种分布与物种共存机制中发挥着重要作用,是当前逆境生理生态学研究的热点问题之一。研究河西走廊荒漠植物功能多样性与气候因子的关系,揭示影响荒漠植物功能性状变化的气候驱动因子,从而为研究气候对陆地生态系统的影响提供基础数据和科学依据。研究荒漠植物的适应策略对于植物特殊功能的发现、脆弱生态环境保护、荒漠环境演化历
从山东省一发病率、死亡率高的肉鸡群中分离到1株病毒,经HA、HI试验和动物回归试验确定所分离的毒株为新城疫病毒,命名为新城疫LVCX株。按常规方法测得LVCX株的MDT、ICPI和IVPI分别为47.4h、1.975和2.85,鸡胚半数致死量LD50为10-9.8。F基因分析表明分离株LVCX为基因Ⅶ型,其多肽裂解位点为112-RRQKRF-117,表明LVCX株为新城疫病毒强毒株。该毒株F基因核