自噬基因MdATG8i、MdATG10和MdATG18α在苹果响应盐和高温胁迫中的功能分析
发布时间：2022-07-22 16:18
我国是世界苹果第一生产大国,栽培面积和产量均占世界总量的一半以上。黄土高原地区是我国苹果的优生区和主产区,但由于该地区年降雨较少,蒸发量大,土壤盐渍化问题严重;此外,随着全球变暖,极端高温现象频繁出现,盐和高温胁迫是该区苹果产业面临的两个重要逆境问题。自噬是一个在真核生物中高度保守的细胞内大分子降解过程,其在植物细胞内的活性能够被多种非生物胁迫诱导。本课题组前期研究表明,自噬在苹果响应干旱及低氮中具有非常重要的作用。本研究则着力于挖掘自噬在苹果响应盐及高温胁迫中的功能,以3个苹果自噬基因MdA TG8i、MdATG10和MdATG18a为对象,利用苹果转基因技术获得自噬活性增强的转基因苹果,并进一步通过生理和代谢分析,较系统地研究了自噬相关基因在苹果响应盐胁迫和高温胁迫时的功能及其可能的调控机制。主要研究结果如下:1.盐胁迫下,过表达MdATG10的苹果植株根系中自噬活性增强,对盐胁迫的抗性提高。利用‘金冠’苹果cDNA为模板克隆得到自噬基因MdATG10,盐胁迫下,根系中MdATG10的转录水平受盐胁迫诱导上调表达幅度较叶片中高。在烟草中瞬时表达连接GUS载体的MdATG10启动子,...
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
第一章 文献综述
1.1 盐胁迫
1.1.1 盐胁迫对植物的影响
1.1.2 植物响应盐胁迫的机制
1.1.3 提高植物对盐胁迫耐性的途径
1.1.4 果树盐胁迫研究进展
1.2 高温胁迫
1.2.1 高温胁迫对植物的影响
1.2.2 植物响应高温胁迫的机制
1.2.3 提高植物对高温胁迫抗性的途径
1.2.4 果树高温胁迫研究进展
1.3 自噬现象及功能
1.3.1 白噬简介
1.3.2 自噬在植物中的生理功能
1.4 本研究的目的和意义
第二章 自噬基因MdATG10在苹果根系响应盐胁迫中的功能
2.1 材料与方法
2.1.1 植物材料与处理
2.1.2 序列分析和载体构建
2.1.3 GUS染色
2.1.4 烟草和苹果的转化
2.1.5 DNA、RNA提取和qRT-PCR表达定量分析
2.1.6 生长指标的测定
2.1.7 生理指标的测定
2.1.8 透射电镜观察自噬体
2.1.9 数据处理与分析
2.2 结果与分析
2.2.1 MdATG10的克隆和序列分析
2.2.2 MdATG10启动子在不同组织中对盐胁迫的响应
2.2.3 过表达MdATG10对苹果植株耐盐性的影响
2.2.4 过表达MdATG10对盐胁迫下苹果植株光合系统和生长量的影响
2.2.5 过表达MdATG10对盐胁迫下苹果根系生长的影响
2.2.6 过表达MdATG10对盐胁迫下苹果植株中Na~+积累及Na~+/~K+的影响
2.2.7 过表达MdATG10对盐胁迫下苹果根系自噬活性的影响
2.3 讨论
第三章 自噬基因MdATG8i在苹果响应盐胁迫中的功能
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料与处理
3.1.2 载体构建和苹果的转化
3.1.3 DNA、RNA提取和qRT-PCR表达定量分析
3.1.4 生长指标和生理指标的测定
3.1.5 叶片气孔和自噬体的观察
3.1.6 ABA、氨基酸和多胺含量的测定
3.1.7 数据处理与分析
3.2 结果与分析
3.2.1 过表达MdATG8i对苹果植株耐盐性的影响
3.2.2 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果植株中活性氧含量及Na~+积累的影响
3.2.3 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果植株光合系统的影响
3.2.4 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果叶片气孔形态的影响
3.2.5 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果叶片氨基酸代谢的影响
3.2.6 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果叶片多胺代谢的影响
3.2.7 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果叶片自噬系统活性的影响
3.3 讨论
第四章 自噬基因MdATG18a在苹果响应高温胁迫中的功能
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料与处理
4.1.2 RNA提取和qRT-PCR表达定量分析
4.1.3 生理指标的测定
4.1.4 叶片气孔、叶绿体和自噬体的观察
4.1.5 数据处理与分析
4.2 结果与分析
4.2.1 异源表达MdATG18a对番茄植株抗热性的影响
4.2.2 过表达MdATG18a对苹果植株抗热性的影响
4.2.3 过表达MdATG18a对高温胁迫下苹果植株中活性氧含量及抗氧化系统的影响
4.2.4 过表达MdATG18a对高温胁迫下苹果植株光合系统的影响
4.2.5 过表达MdATG18a对高温胁迫下苹果叶片中叶绿体的影响
4.2.6 过表达MdATG18a对高温胁迫下苹果植株中自噬系统活性的影响
4.2.7 过表达MdATG18a对苹果植株中高温响应基因表达的影响
4.3 讨论
第五章 结论与创新点
5.1 结论
5.2 创新点
参考文献
附录
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]苹果MdERF014基因的克隆和功能鉴定[J]. 齐晨辉,赵先炎,姜翰,郑朋飞,刘海涛,李媛媛,郝玉金. 植物生理学报. 2019(09)
[2]苹果MdWRKY18和MdWRKY40参与盐胁迫途径分子机理研究[J]. 许海峰,杨官显,张静,邹琦,王意程,曲常志,姜生辉,王楠,陈学森. 中国农业科学. 2018(23)
[3]果树耐高温研究进展[J]. 靳娟,杨磊,樊丁宇,冯贝贝,克里木·伊明,郝庆. 分子植物育种. 2019(03)
[4]MdMYB73的分子克隆及其在苹果愈伤组织和拟南芥幼苗中的盐抗性功能鉴定[J]. 张全艳,刘晓,于建强,胡大刚,郝玉金. 园艺学报. 2016(11)
[5]高温胁迫对杧果幼苗生理生化指标的影响[J]. CAN VAN TOAN,罗聪,何新华,董龙,DO MINH PHU. 热带作物学报. 2016(01)
[6]高温胁迫与外源油菜素内酯对‘巨峰’葡萄叶片光合生理和果实品质的影响[J]. 张睿佳,李瑛,虞秀明,娄玉穗,许文平,张才喜,赵丽萍,王世平. 果树学报. 2015(04)
[7]杧果低分子量热激蛋白基因MiHSP17.6的克隆及表达分析[J]. CAN Van Toan,罗聪,董龙,刘召亮,何新华. 园艺学报. 2014(12)
[8]果树耐盐性研究进展[J]. 靳娟,鲁晓燕,王依. 园艺学报. 2014(09)
[9]外源水杨酸对高温胁迫下葡萄几种抗氧化酶活性和抗氧化物含量的影响[J]. 孙军利,赵宝龙,郁松林. 植物生理学报. 2014(07)
[10]外源水杨酸（SA）对高温胁迫下葡萄幼苗耐热性诱导研究[J]. 孙军利,赵宝龙,郁松林. 水土保持学报. 2014(03)
博士论文
[1]苹果MdVQs及其互作蛋白MdWRKY转录因子在响应干旱胁迫中的功能研究[D]. 董庆龙.西北农林科技大学 2019
[2]多巴胺和褪黑素对干旱和养分胁迫下苹果矿质养分吸收的调控研究[D]. 梁博文.西北农林科技大学 2018
[3]苹果自噬相关基因MdATG18a在响应不同逆境中的功能分析[D]. 孙逊.西北农林科技大学 2018
[4]外源褪黑素对苹果叶片衰老的调控及相关自噬基因的功能分析[D]. 王平.西北农林科技大学 2015
硕士论文
[1]垂丝海棠幼苗响应盐碱复合胁迫的生理、离子特性及代谢和蛋白组学分析[D]. 贾旭梅.甘肃农业大学 2019
[2]五种木瓜属植物耐盐性的研究[D]. 李景.上海交通大学 2012
本文编号：3664936
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
第一章 文献综述
1.1 盐胁迫
1.1.1 盐胁迫对植物的影响
1.1.2 植物响应盐胁迫的机制
1.1.3 提高植物对盐胁迫耐性的途径
1.1.4 果树盐胁迫研究进展
1.2 高温胁迫
1.2.1 高温胁迫对植物的影响
1.2.2 植物响应高温胁迫的机制
1.2.3 提高植物对高温胁迫抗性的途径
1.2.4 果树高温胁迫研究进展
1.3 自噬现象及功能
1.3.1 白噬简介
1.3.2 自噬在植物中的生理功能
1.4 本研究的目的和意义
第二章 自噬基因MdATG10在苹果根系响应盐胁迫中的功能
2.1 材料与方法
2.1.1 植物材料与处理
2.1.2 序列分析和载体构建
2.1.3 GUS染色
2.1.4 烟草和苹果的转化
2.1.5 DNA、RNA提取和qRT-PCR表达定量分析
2.1.6 生长指标的测定
2.1.7 生理指标的测定
2.1.8 透射电镜观察自噬体
2.1.9 数据处理与分析
2.2 结果与分析
2.2.1 MdATG10的克隆和序列分析
2.2.2 MdATG10启动子在不同组织中对盐胁迫的响应
2.2.3 过表达MdATG10对苹果植株耐盐性的影响
2.2.4 过表达MdATG10对盐胁迫下苹果植株光合系统和生长量的影响
2.2.5 过表达MdATG10对盐胁迫下苹果根系生长的影响
2.2.6 过表达MdATG10对盐胁迫下苹果植株中Na~+积累及Na~+/~K+的影响
2.2.7 过表达MdATG10对盐胁迫下苹果根系自噬活性的影响
2.3 讨论
第三章 自噬基因MdATG8i在苹果响应盐胁迫中的功能
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料与处理
3.1.2 载体构建和苹果的转化
3.1.3 DNA、RNA提取和qRT-PCR表达定量分析
3.1.4 生长指标和生理指标的测定
3.1.5 叶片气孔和自噬体的观察
3.1.6 ABA、氨基酸和多胺含量的测定
3.1.7 数据处理与分析
3.2 结果与分析
3.2.1 过表达MdATG8i对苹果植株耐盐性的影响
3.2.2 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果植株中活性氧含量及Na~+积累的影响
3.2.3 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果植株光合系统的影响
3.2.4 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果叶片气孔形态的影响
3.2.5 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果叶片氨基酸代谢的影响
3.2.6 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果叶片多胺代谢的影响
3.2.7 过表达MdATG8i对盐胁迫下苹果叶片自噬系统活性的影响
3.3 讨论
第四章 自噬基因MdATG18a在苹果响应高温胁迫中的功能
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料与处理
4.1.2 RNA提取和qRT-PCR表达定量分析
4.1.3 生理指标的测定
4.1.4 叶片气孔、叶绿体和自噬体的观察
4.1.5 数据处理与分析
4.2 结果与分析
4.2.1 异源表达MdATG18a对番茄植株抗热性的影响
4.2.2 过表达MdATG18a对苹果植株抗热性的影响
4.2.3 过表达MdATG18a对高温胁迫下苹果植株中活性氧含量及抗氧化系统的影响
4.2.4 过表达MdATG18a对高温胁迫下苹果植株光合系统的影响
4.2.5 过表达MdATG18a对高温胁迫下苹果叶片中叶绿体的影响
4.2.6 过表达MdATG18a对高温胁迫下苹果植株中自噬系统活性的影响
4.2.7 过表达MdATG18a对苹果植株中高温响应基因表达的影响
4.3 讨论
第五章 结论与创新点
5.1 结论
5.2 创新点
参考文献
附录
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]苹果MdERF014基因的克隆和功能鉴定[J]. 齐晨辉,赵先炎,姜翰,郑朋飞,刘海涛,李媛媛,郝玉金. 植物生理学报. 2019(09)
[2]苹果MdWRKY18和MdWRKY40参与盐胁迫途径分子机理研究[J]. 许海峰,杨官显,张静,邹琦,王意程,曲常志,姜生辉,王楠,陈学森. 中国农业科学. 2018(23)
[3]果树耐高温研究进展[J]. 靳娟,杨磊,樊丁宇,冯贝贝,克里木·伊明,郝庆. 分子植物育种. 2019(03)
[4]MdMYB73的分子克隆及其在苹果愈伤组织和拟南芥幼苗中的盐抗性功能鉴定[J]. 张全艳,刘晓,于建强,胡大刚,郝玉金. 园艺学报. 2016(11)
[5]高温胁迫对杧果幼苗生理生化指标的影响[J]. CAN VAN TOAN,罗聪,何新华,董龙,DO MINH PHU. 热带作物学报. 2016(01)
[6]高温胁迫与外源油菜素内酯对‘巨峰’葡萄叶片光合生理和果实品质的影响[J]. 张睿佳,李瑛,虞秀明,娄玉穗,许文平,张才喜,赵丽萍,王世平. 果树学报. 2015(04)
[7]杧果低分子量热激蛋白基因MiHSP17.6的克隆及表达分析[J]. CAN Van Toan,罗聪,董龙,刘召亮,何新华. 园艺学报. 2014(12)
[8]果树耐盐性研究进展[J]. 靳娟,鲁晓燕,王依. 园艺学报. 2014(09)
[9]外源水杨酸对高温胁迫下葡萄几种抗氧化酶活性和抗氧化物含量的影响[J]. 孙军利,赵宝龙,郁松林. 植物生理学报. 2014(07)
[10]外源水杨酸（SA）对高温胁迫下葡萄幼苗耐热性诱导研究[J]. 孙军利,赵宝龙,郁松林. 水土保持学报. 2014(03)
博士论文
[1]苹果MdVQs及其互作蛋白MdWRKY转录因子在响应干旱胁迫中的功能研究[D]. 董庆龙.西北农林科技大学 2019
[2]多巴胺和褪黑素对干旱和养分胁迫下苹果矿质养分吸收的调控研究[D]. 梁博文.西北农林科技大学 2018
[3]苹果自噬相关基因MdATG18a在响应不同逆境中的功能分析[D]. 孙逊.西北农林科技大学 2018
[4]外源褪黑素对苹果叶片衰老的调控及相关自噬基因的功能分析[D]. 王平.西北农林科技大学 2015
硕士论文
[1]垂丝海棠幼苗响应盐碱复合胁迫的生理、离子特性及代谢和蛋白组学分析[D]. 贾旭梅.甘肃农业大学 2019
[2]五种木瓜属植物耐盐性的研究[D]. 李景.上海交通大学 2012
本文编号：3664936
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