实践十号返回式卫星搭载对水稻光合作用的影响研究

发布时间：2022-12-09 03:29

　　空间环境具有温度低、辐射强和微重力的特点,大量飞行试验表明,空间环境会对各种生物的表型、生长状态、代谢过程以及基因蛋白表达产生不同程度的影响。水稻是禾本科植物,由于其具有基因组相对较小、内含子少、基因密度高和生长周期短的特点,已经逐渐成为一种典型的模式植物。为了探索空间搭载对植物光合作用的影响并且深入挖掘生物学效应的分子机制,本课题通过实践十号对东农423（DN423）和东农416（DN416）两个水稻品种的种子进行空间搭载,返回地面后,从生理指标、蛋白表达水平和基因转录水平进行比较分析与验证,探究空间飞行所引起的水稻光合作用变化规律,并获得如下结果:1.选取光合作用关键时期分蘖期水稻为材料,测定净光合速率、气孔导度和内部二氧化碳浓度等气体交换参数,并结合叶绿素含量和叶绿素荧光参数等指标,综合分析空间搭载对两种水稻光合效能的影响。发现水稻东农423的光合作用能力高于地面对照,东农416的光合效能受到抑制,说明空间环境对两个水稻品种在光合作用方面分别产生促进和抑制效应。2.采用i TRAQ技术对两个水稻品种三叶期和分蘖期的蛋白表达量进行检测,并借助GO分析、KEGG通路和String N... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 空间环境生物学效应的研究进展
        1.2.1 空间环境概述
        1.2.2 空间搭载实验国内外进展
    1.3 植物光合作用的研究进展
        1.3.1 光合作用电子和质子传递链
        1.3.2 光反应四大复合体研究现状
        1.3.3 暗反应关键酶Rubisco的研究进展
    1.4 空间环境对光合作用影响的研究进展
        1.4.1 空间环境对光合系统组分的影响
        1.4.2 空间环境对光合效能的影响
    1.5 空间环境对水稻的生物学效应研究应用进展
    1.6 本课题主要的研究内容
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
第2章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
        2.1.3 水稻材料的空间飞行处理与培育
    2.2 实验方法
        2.2.1 水稻植株取材方式
        2.2.2 水稻光合作用相关的生理指标的测定
        2.2.3 光合作用相关蛋白的变化研究
        2.2.4 光合通路上关键基因表达量变化的研究
    2.3 数据统计与分析
第3章 空间飞行对水稻光合生理指标的影响
    3.1 引言
    3.2 空间环境对水稻DN423光合生理特性的影响
        3.2.1 空间环境对水稻DN423叶绿素荧光参数的影响
        3.2.2 空间环境对水稻DN423叶绿素含量的影响
        3.2.3 空间环境对水稻DN423气体交换参数的影响
    3.3 空间环境对水稻DN416光合生理特性的影响
        3.3.1 空间环境对水稻DN416叶绿素荧光参数的影响
        3.3.2 空间环境对水稻DN416叶绿素含量的影响
        3.3.3 空间环境对水稻DN416气体交换参数的影响
    3.4 水稻DN423和DN416光合生理指标变化比较分析
    3.5 本章小结
第4章 空间飞行对水稻光合蛋白表达量的影响
    4.1 引言
    4.2 蛋白样品提取质量检测
        4.2.1 蛋白浓度检测结果
        4.2.2 SDS-PAGE电泳结果
    4.3 蛋白鉴定结果
    4.4 水稻DN423光合相关差异蛋白的分析
    4.5 水稻DN416光合相关差异蛋白的分析
    4.6 水稻DN423和DN416光合相关差异蛋白比较分析
    4.7 本章小结
第5章 空间飞行对水稻光合基因表达量的影响
    5.1 引言
    5.2 总RNA的提取及鉴定
    5.3 基因的引物设计
    5.4 引物检测
    5.5 差异蛋白的基因表达分析
        5.5.1 DN423光合差异蛋白基因分析
        5.5.2 DN416光合差异蛋白基因表达分析
    5.6 无差异蛋白的基因表达分析
        5.6.1 水稻DN423光合相关基因的表达分析
        5.6.2 水稻DN416光合相关基因的表达分析
    5.7 DN423与DN416基因表达差异分析
    5.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Rubisco与Rubisco活化酶的分子机理研究进展[J]. 何亚飞,李霞,谢寅峰.  分子植物育种. 2017(08)
[2]我国首个空间实验室“天宫二号”的科学实验（四）[J]. 综合.  实验室研究与探索. 2016(12)
[3]空间飞行微重力降低裸藻光合电子传递并改变光合能量分配（英文）[J]. 李小燕,李根保,李敦海,郝宗杰,王高鸿,RICHTER R. Peter,SCHUSTER Martin,LEBERT Michael,刘永定.  生物化学与生物物理进展. 2016(09)
[4]微重力下的细胞生长与物质输运[J]. 孙树津,陈勤,王成之,李宁,吕东媛,龙勉.  力学与实践. 2016(02)
[5]空间生命科学研究前沿发展态势分析[J]. 王海名,杨帆,郭世杰,韩淋.  科学观察. 2015(06)
[6]航天诱变对决明生物学特性及有效成分的影响[J]. 毛仁俊,齐志鸿,韩蕊莲,刘峰华,刘岩,梁宗锁.  中国中药杂志. 2015(13)
[7]我国进入空间站时代 二O二O年完成空间站建造[J]. 周熙檀.  统计与管理. 2013(04)
[8]‘琯溪蜜柚’荧光定量PCR内参基因的筛选[J]. 王梨嬛,潘永娟,杨莉,蔡盛华,黄新忠.  果树学报. 2013(01)
[9]空间环境对植物影响的研究进展[J]. 柴大敏,向青,陶仪声,唐劲天.  科技导报. 2007(01)
[10]中国成功发射实践八号育种卫星[J].   中国航天. 2006(09)

博士论文
[1]空间诱导水稻蛋白变化特征及空间辐射地基模拟诱因分析[D]. 王巍.哈尔滨工业大学 2011
[2]福建桉树焦枯病菌鉴定及其诱导下桉树转录组和蛋白组学研究[D]. 陈全助.福建农林大学 2013

硕士论文
[1]空间辐射与模拟重离子辐射水稻蛋白质组比较分析[D]. 韩璐.大连海事大学 2017
[2]空间环境引起水稻DNA甲基化与蛋白质组变化及其关联分析[D]. 王连嵋.哈尔滨工业大学 2007
[3]空间搭载引起水稻当代基因组变化特点的分析[D]. 孔凡定.大连海事大学 2008
[4]空间飞行诱导水稻种子产生蛋白质差异表达的特点和规律[D]. 梁书剑.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：3714729