蓝莓VcLON1在植物缺Fe耐性中的功能研究
发布时间：2022-11-06 10:42
铁（Fe）在高等植物的生长发育中发挥重要作用。缺Fe会造成植物细胞结构和功能损伤,同时引起过氧化物酶、过氧化氢酶等酶结构或功能被破坏,使相关酶系统功能紊乱,抑制植物代谢。此外,缺Fe叶片光合作用产生的多余激发能、呼吸作用电子传递链积累非耦合电子流均可生成大量的活性氧（Reactive OxygenSpecies,ROS）。因而,缺Fe胁迫下,ROS对膜脂质、蛋白质及DNA等生物大分子所造成的氧化损伤是植物损伤的重要途径。Lon蛋白酶是普遍地存在于生物体中,并且具有高度保守性的一类ATP依赖蛋白酶,作为蛋白酶家族的一员,在降解损伤、错误折叠蛋白等方面展现出重要的作用。目前对拟南芥（Arabidopsis thaliana）的相关研究表明,Lon1蛋白酶定位于叶绿体和线粒体中,其参与幼苗的器官发生以及形态建成,具有降解氧化蛋白、维持细胞正常代谢的功能。尽管目前已知Lon1蛋白酶对所定位细胞器的蛋白质量调控、对抗胞内氧化损伤等具重要作用,但未有在应对植物缺Fe氧化胁迫,调控ROS积聚和缓解氧化损伤方面作用机制的相关报道。本研究从蓝莓（Vaccinium spp.）中扩增获得 VcLon1 c...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 植物Lon蛋白酶的研究进展
1 蓝莓Fe营养代谢
1.1 蓝莓Fe吸收机制
1.2 蓝莓Fe吸收机制
1.3 缺Fe胁迫下植物ROS的产生
2 植物细胞抗氧化机制及Lon蛋白酶对蛋白质质量的控制作用
3 Lon蛋白酶结构
4 Lon蛋白酶的功能作用
4.1 Lon蛋白酶在微生物和哺乳动物中的作用
4.2 Lon蛋白酶在植物中的作用
5 本课题的研究目的与意义
第二章 蓝莓VcLon1基因的克隆和表达模式分析
1 前言
2 材料与方法
2.1 植物材料
2.2 试剂和材料
2.3 RNA提取
2.4 cDNA的合成
2.5 VcLon1基因的克隆及生物信息学分析
2.6 VcLon1基因的时空表达分析
2.7 缺Fe胁迫对蓝莓的影响
3 结果与分析
3.1 蓝莓不同组织及缺Fe处理下总RNA的提取
3.2 蓝莓VcLon1基因的克隆及生物信息学分析
3.3 同源性比对及生物信息学分析
3.4 缺Fe胁迫下蓝莓形态观察、氧化水平分析
3.5 蓝莓VcLon1的时空表达模式分析
4 讨论
第三章 本氏烟遗传转化研究VcLon1的功能
1 前言
2 材料与方法
2.1 植物材料
2.2 载体和菌株
2.3 试剂
2.4 蓝莓VcLon1超表达载体的构建
2.5 VcLon1遗传转化本氏烟
2.6 缺Fe胁迫处理对VcLon1转基因本氏烟生长的影响
3 结果与分析
3.1 蓝莓VcLon1-pSH737超表达载体的构建
3.2 VcLon1转化本氏烟抗性植株的检测
3.3 逆境胁迫对VcLon1转化本氏烟生长的影响
3.4 VcLon1对本氏烟氧化水平的影响
3.5 VcLon1对本氏烟抗氧化酶系统的影响
3.6 VcLon1对本氏烟叶绿体结构、功能的影响
4 讨论
第四章 RNAi沉默本氏烟研究NbLon1的基因功能
1 前言
2 材料与方法
2.1 植物材料
2.2 载体和菌株
2.3 试剂
2.4 烟草NbLon1基因RNAi载体的构建
2.5 农杆菌介导法遗传转化本氏烟
2.6 缺Fe胁迫处理对NbLon1 RNAi本氏烟生长的影响
3 结果与分析
3.1 NbLon1基因RNAi载体的构建
3.2 NbLon1 RNAi转化本氏烟抗性植株的检测
3.3 缺Fe胁迫对NbLon1 RNAi本氏烟生长的影响
3.4 缺Fe胁迫对NbLon1 RNAi本氏烟氧化水平的影响
3.5 缺Fe胁迫对NbLon1 RNAi抗氧化酶系的影响
3.6 缺Fe胁迫对NbLon1 RNAi叶绿体结构、功能的影响
4 讨论
第五章 结论与展望
1 研究结论
1.1 Lon1蛋白酶对缺铁耐性的作用
1.2 Lon1蛋白酶在维持叶绿体形态、结构中可能有重要的作用
1.3 Lon1蛋白酶可以调控氧化蛋白水平
1.4 Lon1蛋白酶对调控叶绿体中的抗氧化酶活有重要作用
2 研究展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]非酸性根际土壤对蓝莓铁元素吸收及其代谢相关基因表达的影响[J]. 陈雅彬,李永强,孙琳,沈妍雯,陈文荣,刘霞,郭卫东. 园艺学报. 2015(02)
[2]缺铁胁迫对温州盘菜幼苗叶片光合特性和抗氧化酶活性的影响[J]. 黄宗安,徐坚,史建磊,苏世闻,王燕. 浙江农业学报. 2014(06)
[3]ATP依赖的Lon蛋白酶研究进展[J]. 夏雷,刘永章,姚蔚,黎真,张纪亮,武芝,陈林,吕斌. 中国细胞生物学学报. 2012(07)
[4]叶绿体光合代谢中活性氧的产生与清除[J]. 张有福,陈春艳,孙会忠,陈应武. 生物学杂志. 2011(04)
[5]植物吸收铁机理及其相关基因研究进展[J]. 李利敏,吴良欢,马国瑞. 土壤通报. 2010(04)
[6]龙须菜对锥状斯氏藻的抑制机理[J]. 余江,卢慧明,杨宇峰. 深圳大学学报(理工版). 2010(02)
[7]玉簪ACC氧化酶基因RNA干涉表达载体的构建[J]. 徐强,王长春,胡海涛,王芳,杨玲. 浙江农业学报. 2008(01)
[8]湿地松优良半同胞家系保护酶活性及脂质过氧化作用对水分胁迫的生理响应[J]. 童方平,方伟,马履一,宋庆安,龙应忠,吴际友,易霭琴,程勇. 中国农学通报. 2007(08)
[9]农杆菌介导的单子叶植物转基因研究进展[J]. 张佳星,何聪芬,叶兴国,董银卯. 生物技术通报. 2007(02)
[10]利用RNA干扰技术下调Lon基因表达的生物学效应研究[J]. 薛霞,朱运峰,毛建平. 海南医学院学报. 2006(06)
博士论文
[1]拟南芥叶绿体LON4蛋白酶功能研究[D]. 李笑一.兰州大学 2010
[2]6-BA和氮素调控小麦、棉花叶片衰老的生理机制及衰老相关基因鉴定[D]. 张海娜.河北农业大学 2008
硕士论文
[1]蓝莓VcLON2蛋白酶对植物抗逆的影响[D]. 余柯达.浙江师范大学 2016
[2]缺铁胁迫对梨氮代谢及赤霉素信号转导相关基因表达的影响[D]. 丁伟.安徽农业大学 2015
[3]短期铁限制条件下假微型海链藻细胞氧化应激及程序性死亡机制研究[D]. 罗春墡.厦门大学 2014
[4]不同中间砧红富士苹果对铁胁迫的反应[D]. 李绪彦.河北农业大学 2001
[5]酥梨缺铁黄化症及矫治技术的研究[D]. 张朝红.西北农林科技大学 2000
本文编号：3703358
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 植物Lon蛋白酶的研究进展
1 蓝莓Fe营养代谢
1.1 蓝莓Fe吸收机制
1.2 蓝莓Fe吸收机制
1.3 缺Fe胁迫下植物ROS的产生
2 植物细胞抗氧化机制及Lon蛋白酶对蛋白质质量的控制作用
3 Lon蛋白酶结构
4 Lon蛋白酶的功能作用
4.1 Lon蛋白酶在微生物和哺乳动物中的作用
4.2 Lon蛋白酶在植物中的作用
5 本课题的研究目的与意义
第二章 蓝莓VcLon1基因的克隆和表达模式分析
1 前言
2 材料与方法
2.1 植物材料
2.2 试剂和材料
2.3 RNA提取
2.4 cDNA的合成
2.5 VcLon1基因的克隆及生物信息学分析
2.6 VcLon1基因的时空表达分析
2.7 缺Fe胁迫对蓝莓的影响
3 结果与分析
3.1 蓝莓不同组织及缺Fe处理下总RNA的提取
3.2 蓝莓VcLon1基因的克隆及生物信息学分析
3.3 同源性比对及生物信息学分析
3.4 缺Fe胁迫下蓝莓形态观察、氧化水平分析
3.5 蓝莓VcLon1的时空表达模式分析
4 讨论
第三章 本氏烟遗传转化研究VcLon1的功能
1 前言
2 材料与方法
2.1 植物材料
2.2 载体和菌株
2.3 试剂
2.4 蓝莓VcLon1超表达载体的构建
2.5 VcLon1遗传转化本氏烟
2.6 缺Fe胁迫处理对VcLon1转基因本氏烟生长的影响
3 结果与分析
3.1 蓝莓VcLon1-pSH737超表达载体的构建
3.2 VcLon1转化本氏烟抗性植株的检测
3.3 逆境胁迫对VcLon1转化本氏烟生长的影响
3.4 VcLon1对本氏烟氧化水平的影响
3.5 VcLon1对本氏烟抗氧化酶系统的影响
3.6 VcLon1对本氏烟叶绿体结构、功能的影响
4 讨论
第四章 RNAi沉默本氏烟研究NbLon1的基因功能
1 前言
2 材料与方法
2.1 植物材料
2.2 载体和菌株
2.3 试剂
2.4 烟草NbLon1基因RNAi载体的构建
2.5 农杆菌介导法遗传转化本氏烟
2.6 缺Fe胁迫处理对NbLon1 RNAi本氏烟生长的影响
3 结果与分析
3.1 NbLon1基因RNAi载体的构建
3.2 NbLon1 RNAi转化本氏烟抗性植株的检测
3.3 缺Fe胁迫对NbLon1 RNAi本氏烟生长的影响
3.4 缺Fe胁迫对NbLon1 RNAi本氏烟氧化水平的影响
3.5 缺Fe胁迫对NbLon1 RNAi抗氧化酶系的影响
3.6 缺Fe胁迫对NbLon1 RNAi叶绿体结构、功能的影响
4 讨论
第五章 结论与展望
1 研究结论
1.1 Lon1蛋白酶对缺铁耐性的作用
1.2 Lon1蛋白酶在维持叶绿体形态、结构中可能有重要的作用
1.3 Lon1蛋白酶可以调控氧化蛋白水平
1.4 Lon1蛋白酶对调控叶绿体中的抗氧化酶活有重要作用
2 研究展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]非酸性根际土壤对蓝莓铁元素吸收及其代谢相关基因表达的影响[J]. 陈雅彬,李永强,孙琳,沈妍雯,陈文荣,刘霞,郭卫东. 园艺学报. 2015(02)
[2]缺铁胁迫对温州盘菜幼苗叶片光合特性和抗氧化酶活性的影响[J]. 黄宗安,徐坚,史建磊,苏世闻,王燕. 浙江农业学报. 2014(06)
[3]ATP依赖的Lon蛋白酶研究进展[J]. 夏雷,刘永章,姚蔚,黎真,张纪亮,武芝,陈林,吕斌. 中国细胞生物学学报. 2012(07)
[4]叶绿体光合代谢中活性氧的产生与清除[J]. 张有福,陈春艳,孙会忠,陈应武. 生物学杂志. 2011(04)
[5]植物吸收铁机理及其相关基因研究进展[J]. 李利敏,吴良欢,马国瑞. 土壤通报. 2010(04)
[6]龙须菜对锥状斯氏藻的抑制机理[J]. 余江,卢慧明,杨宇峰. 深圳大学学报(理工版). 2010(02)
[7]玉簪ACC氧化酶基因RNA干涉表达载体的构建[J]. 徐强,王长春,胡海涛,王芳,杨玲. 浙江农业学报. 2008(01)
[8]湿地松优良半同胞家系保护酶活性及脂质过氧化作用对水分胁迫的生理响应[J]. 童方平,方伟,马履一,宋庆安,龙应忠,吴际友,易霭琴,程勇. 中国农学通报. 2007(08)
[9]农杆菌介导的单子叶植物转基因研究进展[J]. 张佳星,何聪芬,叶兴国,董银卯. 生物技术通报. 2007(02)
[10]利用RNA干扰技术下调Lon基因表达的生物学效应研究[J]. 薛霞,朱运峰,毛建平. 海南医学院学报. 2006(06)
博士论文
[1]拟南芥叶绿体LON4蛋白酶功能研究[D]. 李笑一.兰州大学 2010
[2]6-BA和氮素调控小麦、棉花叶片衰老的生理机制及衰老相关基因鉴定[D]. 张海娜.河北农业大学 2008
硕士论文
[1]蓝莓VcLON2蛋白酶对植物抗逆的影响[D]. 余柯达.浙江师范大学 2016
[2]缺铁胁迫对梨氮代谢及赤霉素信号转导相关基因表达的影响[D]. 丁伟.安徽农业大学 2015
[3]短期铁限制条件下假微型海链藻细胞氧化应激及程序性死亡机制研究[D]. 罗春墡.厦门大学 2014
[4]不同中间砧红富士苹果对铁胁迫的反应[D]. 李绪彦.河北农业大学 2001
[5]酥梨缺铁黄化症及矫治技术的研究[D]. 张朝红.西北农林科技大学 2000
本文编号：3703358
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