水稻一目惚及其再生苗在重金属汞胁迫下的相关基因表达的研究
发布时间：2020-06-22 14:06
【摘要】：汞作为毒性较大的重金属,对植株的生长损害程度较为严重。水稻作为重要的粮食作物,受到汞毒害会产生矮化、不育甚至死亡等重要的表型变异,于农业生产极为不利。水稻受到重金属汞毒害的生物学响应及基因表达变化,仍是研究非生物胁迫的热点之一。本实验采取优良品种一目惚正常植株和组织培养后的再生植株作为实验材料,分别进行0.25mM HgCl_2溶液进行胁迫处理生长,于不同时间采用表型观测和实时荧光定量PCR的方法,研究水稻受到汞胁迫及其恢复期内部分基因表达变化。表型观测结果显示,汞胁迫对于植株的正常生长有较大抑制作用,在胁迫过程中逐渐出现叶黄卷曲甚至枯死状态,再生苗与正常植株相比未能表现出较大优势。在经历恢复正常生长的过程中,一目惚因其优良的品质特性表现出一定的恢复,但仍与正常生长的植株相比有较大差异。基因表达检测结果显示,汞胁迫对于正常植株和再生植株具有不同程度的影响,且同一家族的不同基因的基因表达也不尽相同。相比于正常生长植株,经组织培养后得到的再生植株对于各基因的表达量变异程度较大。组织培养使得植株的基因表达出现部分下调现象,其中DNA甲基化调控相关基因MET1-1、CMT3表现较为突出。在整个汞胁迫及去除胁迫恢复生长的过程中,恢复第一周的植株对于各个基因的基因表达量相对较高,此时的表观遗传调控发挥较大作用。水稻一目惚是各项综合指标均表现优异的品系,因此分析传统育种下它在汞胁迫下生长的分子机制,能够初步了解水稻一目惚抗重金属汞的抗性能力,并为选育品种提供理论帮助。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S511;X503.231
【图文】：
图 1-1 处理后的水稻植株与对照水稻植株相比较表现的生长抑制[14](效果主要表现在水稻植株的高度以及根的长度)Fig. 1-1 The growth inhibition of the treated rice plant was compared with that of the control rice plant[14](the effect was mainly shown in the height of the rice plant and the length of the root).注: A: 铜处理的低浓度和高浓度; B: 镉处理的低浓度和高浓度; C: 铬处理的低浓度和高浓度;D: 汞处理的低浓度和高浓度;每种处理含有两种浓度: 低浓度 50 m/L、高浓度 1000 m/L, 标准尺度为 5 cm; CO 为对照植株Note:A: Cu treatment; B: Cd treatment; C: Cr treatment; D: Hg treatment；each treatment contains two concentrations:lowconcentration 50 m/L and high concentration 1000 m/L; Scale bar=5 cm; CO: control plant在以上这四种重金属中，镉是较为特殊的重金属，它随水稻生长中所需的营养元素一同转运[16]。据有关研究表明，水稻植株在营养生长阶段时，主要是以主动吸收的方式被运输进水稻的籽粒中。而镉离子则是从水稻根部吸收进入水稻植株内[17]，与其他矿物元素进入方式相同。镉进入其中的途径主要有两种：一种是通过根表皮细胞膜的运输蛋白形式第二种是从植株根表皮间隙自由扩散进入其中。重金属的污染会对植株根系的生长发育产生重要的影响，但是对于不同类型的植物的应答各不相同，而且浓度也是一个主要影响因素。通过研究发现[18,19]，低浓度是可以促进
大学硕士学位论文 第一章 文献综因为共同竞争磷酸转运蛋白转运子，因此磷酸盐和砷酸盐彼此之间存在拮抗效应的作用机理较五价砷则更为直接，主要通过植物根部细胞膜上的水通道蛋白[23]被吸收（图 1-2）[24]。除无机砷外，土壤中还存在着少许的有机砷。如：甲基砷，过自由扩散作用少量进入植株内，从而影响植株生长发育。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S511;X503.231
【图文】：
图 1-1 处理后的水稻植株与对照水稻植株相比较表现的生长抑制[14](效果主要表现在水稻植株的高度以及根的长度)Fig. 1-1 The growth inhibition of the treated rice plant was compared with that of the control rice plant[14](the effect was mainly shown in the height of the rice plant and the length of the root).注: A: 铜处理的低浓度和高浓度; B: 镉处理的低浓度和高浓度; C: 铬处理的低浓度和高浓度;D: 汞处理的低浓度和高浓度;每种处理含有两种浓度: 低浓度 50 m/L、高浓度 1000 m/L, 标准尺度为 5 cm; CO 为对照植株Note:A: Cu treatment; B: Cd treatment; C: Cr treatment; D: Hg treatment；each treatment contains two concentrations:lowconcentration 50 m/L and high concentration 1000 m/L; Scale bar=5 cm; CO: control plant在以上这四种重金属中，镉是较为特殊的重金属，它随水稻生长中所需的营养元素一同转运[16]。据有关研究表明，水稻植株在营养生长阶段时，主要是以主动吸收的方式被运输进水稻的籽粒中。而镉离子则是从水稻根部吸收进入水稻植株内[17]，与其他矿物元素进入方式相同。镉进入其中的途径主要有两种：一种是通过根表皮细胞膜的运输蛋白形式第二种是从植株根表皮间隙自由扩散进入其中。重金属的污染会对植株根系的生长发育产生重要的影响，但是对于不同类型的植物的应答各不相同，而且浓度也是一个主要影响因素。通过研究发现[18,19]，低浓度是可以促进
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本文编号：2725778
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