【毕业学位论文】（Word原稿）拟南芥MPT家族调节非生物胁迫耐性的分子机理-生物化学与分子生物学

分类号： 授予学位单位代码： 10434 研 究 生 学 号： 東農業大學 硕 士 学 位 论 文 拟南芥 族调节 非生物 胁迫 耐性的分子机理 011 年 6 月 1 日 研 究 生 ： 学科专业 ： 生物化学与分子生物学 研究方向 ： 基因表达调控 学院 ： 生命科学学院 指导教师 ： 教授 论 文 提 交 日 期： _ 论 文 答 辩 日 期： _ 学 位 授 予 日 期： _ 学 科 门 类： _ 答 辩 委 员会主席： _ 关于学位论文 原创性和使用授权的声明 本人所呈交的学位论文，是在导师 指导下，独立进行科学研究所取得的成果。对在论文研究期间给予指导、帮助和做出重要贡献的个人或集体，均在文中明确说明。本声明的法律责任由本人承担。 本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文的规定，同意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送交论文纸质本和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山东农业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文， 同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并向社会公众提供信 息服务 。 保密论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名： _ 导 师 签 名： _ 日 期： _ 符 号 说 明 脱落酸 氨苄青霉素 拟南芥响应调节子 腺嘌呤核苷三磷酸 牛血清 白 蛋白 of 花椰菜花叶病毒启动子 头孢曲松钠 十六烷基三乙基溴化铵 焦碳酸二乙酯 溴化乙锭 酶联免疫 吸 附 实验 赤霉素 卡那霉素 3-(3-（ 丙磺酸 线粒体磷酸转运体 聚乙烯吡咯烷酮 实时定量 反转录 放射性免疫法 十二烷基硫酸钠 l, 冲液 三羟甲基氨基甲烷 T: 钨酸钠 烯 效 唑 野生型 目 录 中文摘要 . 1 英文摘要 . 3 1 前言 . 6 胁迫 . 6 胁迫对植物的危害 . 6 物对盐胁迫的适应机制 . 9 胁迫信号转导途径 . 10 胁迫信号在质膜上的感知 . 10 号传导途径 . 10 号转导途径 . 10 联的信号转导途径 . 12 旱胁迫 . 12 旱对植物的伤害 . 12 物对干旱胁迫的适应机制 . 14 旱胁迫的信号转导途径 . 15 旱胁迫应答基因 . 15 霉素的合成、信号传导及其在植物响应非生物胁迫中的作用 . 17 霉素的化学结构 . 17 霉素的合成及其信号转导 . 18 霉素在植物响应非生物胁迫中的作用 . 20 代谢过程、信号传导以及与非生物胁迫的关系 . 20 代谢过程 . 20 生物合成 . 21 分解代谢 . 22 信号转导 . 23 感受 . 23 号转导途径中的磷酸化和去磷酸化 . 24 非生物胁迫的关系 . 25 粒体磷酸转运体家族的基本功能、结构特征及研究进展 . 26 粒体磷酸转运体家族的基本功能及结构特征 . 26 研究进展 . 26 因的耐盐机制 . 28 物基因启动子 . 29 导型启动子 . 29 导型启动子的应用 . 29 类增强子活性 . 30 实验的目的意义 . 30 2 材料与方法 . 32 验材料 . 32 物材料 . 32 株与质粒 . 32 与各种生化试剂 . 32 物 . 32 验方法 . 34 物基因组的提取与纯化 . 34 物基因组的提取 . 34 物基因组的纯化 . 34 体构建 . 35 增 . 35 接反应 . 35 切和回收 . 36 表达 （ 测定 量 . 45 3 结果与分析 . 46 南芥 族成员的进化分析 . 46 表达模式分析 . 47 节拟南芥盐胁迫耐性及其机理探究 . 49 变体以及超表达植株的获得 . 49 导表达分析 . 50 变体和超表达植株对盐胁迫敏感 . 51 节拟南芥盐胁迫耐性的机理分析 . 52 赖 节拟南芥对盐胁 迫的响应 . 52 南芥 谢相关基因在盐胁迫下受到 调节 . 54 节拟南芥渗透胁迫耐性及其机理分析 . 57 变体和超表达植株对渗透胁迫敏感 . 57 渗透胁迫的诱导 . 57 系对渗透胁迫敏感 . 58 节拟南芥渗透胁迫耐性的机理分析 . 58 赖 节拟南芥对盐胁迫的响应 . 58 南芥 谢相关基因在渗 透胁迫下受到 调节 . 60 诱导启动子的构建与 性鉴定 . 61 诱导启动子的构建 . 61 诱导启动子的活性鉴定 . 62 4 讨论 . 64 5 结论 . 68 参考文献 . 69 附录 . 83 致谢 . 85 攻读学位期间发表论文 情况 . 86 山东农业大学硕士学位论文 1 中 文 摘 要 植 物在生长 发育的整个生命周期中， 会 面临各种不利的外部环境 （ 如土壤盐害、干旱、涝害、低温、高温、病原菌侵袭、机械损伤等 ） 。在长期的进化过程中，植物形成了响应胁迫和提高抗性的机制。植物感受 到胁迫信号 后， 会 自主 启动防御机制： 包括物理结构适应 ， 如 自身结构改变和器官功能特性对盐分 和 缺水的适应 ； 胞内渗透保护物质（ 脯氨酸、甜菜碱 和 可溶性糖 等 ） 含量增加， 如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸酶等的 合成水平上升； 启动植物激素 （ 赤霉素、脱落酸等 ） 参与的适应性调节等，帮助 植物体 重新 建立物质和能量代谢平衡，从 而在胁迫 环境下存活。 伴 随着 多种生物及非生物胁迫的影响， 呼吸作用和光合作用 都 会 有所减弱，出现能量 不足 ， 从而 引起一系列生理、代谢和分子水平上的事件发生，包括 生物合成酶类活性的降低，分解代谢的活化以提供营养和 植物生长的抑制 等。线粒体是多种重要代谢过程发生的场所 ，例如呼吸作用、氧化磷酸化、控制植物细胞内 平衡、参与脯氨酸、维生素 C 的合成等 ，因此线粒体是植物适应外界各种胁迫环境的重要细胞器。其中，线粒体磷酸转运体 （ 是位于线粒体内膜上的一种重要的功能蛋白，负责将 重要代谢底物无机磷酸 （ 通过线粒体内膜从细胞质转移到线粒体基质。 但是人们对于 植物 逆境胁迫抗性的关系 ，仍不是很清楚。 在模式植物拟南芥中， 我们 克隆得到 了 因家 族的三个成员 ， 分别命名为 其表达模式和功能进行分析 ： （ 1） 通过 进化树分析 表明 ， 白 进化保守，其中 源性要高于 两者 与 同源性 。 （ 2） 利用 色 分析 表 明， 有不同的 组织 表达模式 ， 暗示着三个成员在拟南芥生长发育的不同阶段起作用。 而且 表达量高， 说明 能起主要作用。 （ 3） 变体和超表达植株表现出对盐胁迫的敏感性。盐胁迫使 含量降低，而 突变体和超表达植株中 含量 有所提高；此外， 外施 成抑制剂 其盐敏感的表型恢复。表 明 过调节 赤霉素 使拟南芥对盐胁迫做出响应。 （ 4） 谢 相关基因的表达明显受到了 调节。盐胁迫下， 南芥 族调节非生物胁迫耐性的分子机理 2 突变体和超表达植株中 成基因 、 ， 活基因 达下调。表明 达过高或过低都会破坏植物 正常代谢，造成 量的紊乱，破坏 导的植物对盐胁迫的适应。 （ 5） 到渗透胁迫的明显诱导。 突变体和超表达植株表现出对渗透胁迫的敏感性。 350理 24 小时 后 内 中突变体和超表达株系分别是处理前的 和 ，野生型仅为 。此外，外施 成抑制剂钨酸钠能够恢复其敏感的表型。表明 内源量的升高是 变体和超表达株系对渗透胁迫表现出超敏感的原因。 （ 6） 突变体和超表达植株中 谢相关基因表达受到影响。 成 基因 达量 增加 ； 解基因 达量降低， 导致 而在突变体和超表达株系 中 达量仍上调，但并未产生明显作用， 可能由 于表达部位不同而致。 表明 异常表达 会 导致植株 在幼苗生长阶段和成花诱导阶段对渗透 胁迫 的 敏感 。 （ 7） 性 （ 的瞬时测定证明 双 融合 成功地提高了盐诱导启动子 活性。 关键词： 盐胁迫；赤霉素 ； 渗透胁迫； 脱落酸 山东农业大学硕士学位论文 3 as or in to or in of in of ,