耐盐水稻培育分子策略的探讨

论文题目: 耐盐水稻培育分子策略的探讨

论文类型: 博士论文

论文专业: 植物学

作者: 赵凤云

导师: 张慧,赵彦修

关键词: 水稻,耐盐,分子策略,分类号

文献来源: 山东师范大学

发表年度: 2005

论文摘要: 水稻是主要的粮食作物之一,土壤盐渍化严重抑制了水稻的生长和发育,因此,培育耐盐水稻品种对提高粮食产量无疑将产生重要影响。本实验的主要研究内容包括:1) 将盐地碱蓬的两个重要抗氧化酶基因GST 和GST+CAT1 在水稻中进行异源表达,并对GST 单基因和GST+CAT1 双基因转化体的抗逆特性进行比较;2) 将盐地碱蓬的液泡膜Na+/H+ antiporter 基因SsNHX1 和SsNHX1+AVP1(拟南芥焦磷酸酶基因)转入水稻;对单基因表达和双基因共表达的转基因水稻进行综合分析并比较其耐盐效果;3) 将裂殖酵母的质膜Na+/H+ antiporter 基因SOD2 导入水稻,对转化体的耐盐性进行鉴定;旨在探讨耐盐水稻培育的分子策略。主要结果如下: 1 转SsNHX1 和SsNHX1+AVP1 基因水稻的耐盐水平1)将盐地碱蓬的SsNHX1 在水稻中进行了异源表达,对转基因株系的耐盐水平进行了分析,结果表明,在非胁迫条件下转基因植株的生长发育与对照之间没有可见差异,说明外源基因的转入未影响植物的正常生长;在盐胁迫条件下,转SsNHX1 水稻的耐盐水平明显高于对照。2)比较分析了SsNHX1 单基因表达和SsNHX1+AVP1 共表达对转基因水稻耐盐性的影响,统计结果显示,双基因共表达比SsNHX1 单基因表达赋予植物更强的耐盐能力,特别在幼苗时期表现明显。3) 转SsNHX1 和SsNHX1+AVP1 基因水稻比对照体内含有更多的Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+,这些离子的含量与转基因植株的耐盐能力和根系质子分泌水平成正相关。转基因株系的相对含水量也高于对照,表明它们具有较高的渗透调节水平和持水能力。4)在非胁迫条件下实验株系的质子泵水平无明显差异。盐胁迫下,含SsNHX1和SsNHX1+AVP1 基因的水稻比对照有更高水平的V-ATPase 活性,表明Na+ 转运的驱动力主要是由液泡V-ATPase 提供的;转SsNHX1+AVP1 基因水稻中

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一部分 文献综述

1 阳离子逆向运输蛋白与植物的耐逆机制

1.1 Na~+/H~+ antiporters 与植物的耐盐性

1.1.1 高盐对植物的毒害

1.1.2 植物的主要耐盐机制

1.1.3 Na~+/H~+ antiporters 简介

1.1.4 质膜Na~+/H~+ antiporters 与 Na~+ 外排

1.1.4.1 质膜Na~+/H~+ antiporters 的特点及功能

1.1.4.2 SOSs 的调控

1.1.5 液泡膜Na~+/H~+ antiporters 与Na~+区隔化

1.1.5.1 液泡膜Na~+/H~+ antiporters 的克隆及鉴定

1.1.5.2 拟南芥AtNHX 基因家族

1.1.5.3 液泡膜Na~+/H~+ antiporters 的功能

1.1.5.4 关于过量表达Na~+/H~+ antiporters 促进耐盐提高的机制

1.1.6 叶绿体Na~+(K~+)/H~+ antiporter 与pH 稳态和叶绿体发育

1.1.7 H~+-泵与 Na~+ 转运

1.2 Ca~2+/H~+ antiporters 与植物的耐逆性

1.2.1 Ca~2+ 稳态在植物细胞中的作用

1.2.2 Ca~2+/H~+antiporters 的特点及功能

1.3 K~+/H~+ antiporter与K~+平衡

1.4 其它Cation/H~+ antiporters

2 植物过氧化氢酶(CATs)和谷胱甘肽转移酶(GSTs)

2.1 植物体中的 CATs

2.1.1 CATs 在植物细胞中的分布

2.1.2 CATs 的结构特点

2.1.3 CATs 进入过氧化物酶体的机制

2.1.4 CATs 的功能

2.1.5 不同因子对植物CATs活性的影响

2.1.6 Cats 表达的时空特异性

2.1.7 Cats 表达的调控

2.2 植物中的 GSTs

2.2.1 植物 GSTs 在细胞中的分布

2.2.2 植物 GSTs 的结构及种类

2.2.3 GST 基因的诱导表达及其功能

2.2.4 GST 基因表达的组织和器官特异性

2.2.5 GSTs 基因的表达调控

第二部分 实验论文

第一章 实验材料及实验方法

1. 实验材料

2. 实验方法

第二章 水稻的遗传转化及转基因水稻的分子检测

1 实验结果与分析

1.1 CAT1 和GST 基因的克隆

1.2 盐地碱蓬 CAT1 和 GST 基因与其它植物的CAT1 和GST 的亲缘关系

1.3 植物表达载体的构建

1.4 农杆菌转化的检测

1.5 水稻遗传转化系统的建立

1.6 转基因水稻的分子检测

1.6.1 转基因植株外源 SsNHX1 基因的检测

1.6.2 转SsNHX1+AVP1 基因植株外源基因 SsNHX1 和 AVP1 的检测

1.6.3 转 SOD2 基因水稻的检测

1.6.4 转 GST 基因水稻的检测

1.6.5 转 GST+CAT1 基因水稻的检测

2 讨论

第三章 转 SsNHX1 和 SsNHX1+AVP1 及 SOD2 基因水稻的耐盐性分析

1 实验结果与分析

1.1 转SsNHX1 和SsNHX1+AVP1 基因水稻的耐盐性鉴定

1.2 转 SOD2 基因水稻耐盐性的鉴定

2 讨论-转基因水稻主要耐盐机制的分析

第四章 转 GST 和 GST+CAT1 基因水稻的耐逆性分析

1 结果与分析

1.1 盐胁迫及 H_2O_2 +盐胁迫对转 GST 和 GST+CAT1 基因水稻生长的影响

1.2 盐胁迫+高温对转 GST 和 GST+CAT1 基因水稻生长的影响

1.3 低温对转 GST 和 GST+CAT1 基因水稻生长的影响

1.4 甲基紫精对转 GST 和 GST+CAT1 基因水稻生长的影响

2 讨论

图版

参考文献

发表论文

致谢

发布时间: 2006-01-11

参考文献

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