核苷二磷酸激酶在响应菲胁迫中的功能分析

论文摘要

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）由于能导致癌症,突变等一系列的人类健康问题而备受全球环境关注。植物对于去除大气,土壤中的PAHs类物质具有十分重要的作用。然而,关于植物对PAHs胁迫响应机制的研究还不清楚。本实验在差异蛋白组分析的基础上,成功构建了核苷二磷酸激酶（Nucleoside diphosphate kinase,NDPK）家族的过量表达载体,转化野生型拟南芥（Col0）。观察了NDPK3过量表达植株和T-DNA插入失活突变体在不同浓度菲胁迫下的表型和生理指标,结果显示:随着胁迫浓度的升高,拟南芥叶绿素含量持续降低,根毛也随之减少;与此同时,胁迫处理15d后,3,3’-二氨基联苯胺（3,3’-Diaminobenzidine,DAB）染色显示,染色深度也随胁迫浓度的升高而加深,说明过氧化氢含量积累增加;0.1mM菲胁迫处理20天,野生型、NDPK3过量表达植株和T-DNA插入失活突变体的丙二醛（Malonadehyde,MDA）含量与对照相比均有极显著提高。其中,T-DNA插入失活突变体的MDA含量比野生型和过量表达植株均显著增加,说明NDPK3在减少植物膜脂过氧化过程中起到了重要作用。另外,NDPK3过量表达植株较野生型和T-DNA插入失活突变体植株在CAT、POD活性方面均有明显的提高,说明过量表达NDPK3可以减轻植物氧化胁迫造成的伤害。揭示出NDPK3通过调节植物的氧化胁迫参与了响应多环芳烃菲的应答。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略词及中英文对照表
• 第一章 文献综述与研究背景
• 1. 多环芳烃及其特性
• 1.1 多环芳烃及其性质
• 1.2 环境中多环芳烃的来源
• 1.3 多环芳烃的危害
• 1.3.1 多环芳烃对植物的危害及植物的应答
• 1.3.2 多环芳烃对动物的危害
• 1.4. 多环芳烃污染的修复
• 1.4.1 多环芳烃污染的植物修复
• 1.4.2 多环芳烃污染的植物-微生物联合修复
• 1.4.3 多环芳烃的微生物修复
• 1.5 与多环芳烃降解相关基因
• 1.6 植物在多环芳烃污染的环境监测中的应用
• 2. 活性氧物质
• 3. 核苷酸二磷酸激酶
• 4. 本研究的意义及实验内容
• 第二章 拟南芥NDPK 家族过量表达载体的构建及转化
• 1 试验材料
• 1.1 拟南芥
• 1.2 基本培养基的配制
• 1.3 常用菌种
• 1.4 载体及其他
• 2 试验方法
• 2.1 拟南芥的培育
• 2.2 过量表达载体的构建
• 2.2.1 相关引物设计
• 2.2.2 拟南芥总RNA 的提取与质量检测
• 2.2.3 反转录-聚合酶链反应
• 2.2.4 目的基因的扩增及回收
• 2.2.5 目的基因的克隆
• 2.2.6 转化子验证
• 2.2.7 目的基因过量表达载体的构建
• 2.2.8 过量表达载体转化农杆菌GV3101
• 2.2.9 拟南芥浸花转化
• 2.2.10 转化苗的验证
• 3. 结果与分析
• 3.1 目的片段扩增及回收
• 3.2 目的基因的验证和测序
• 3.3 T4 连接及验证
• 4. 讨论
• 第三章 NDPK3 基因功能分析
• 1. 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 拟南芥的筛选
• 1.2.2 菲母液的配制
• 1.2.3 胁迫培养基的配制
• 1.2.4 拟南芥的胁迫处理方法
• 1.2.5 叶绿素含量的测定
• 1.2.6 DAB 染色
• 1.2.7 生理指标的测定
• 2. 结果与分析
• 2.1 拟南芥纯合体表型分析
• 2.2 野生型拟南芥在不同浓度菲胁迫下叶绿素含量分析
• 2.3 拟南芥在不同浓度菲胁迫下DAB 染色结果
• 2.4 拟南芥在不同浓度菲胁迫下过氧化物酶活性测定
• 2.5 拟南芥在不同浓度菲胁迫下过氧化氢酶活性测定
• 2.6 拟南芥在不同浓度菲胁迫下丙二醛含量测定
• 3. 讨论
• 4. 下一步工作
• 参考文献
• 附件TA 克隆质粒测序及其与候选基因比对结果
• 致谢