24-表油菜素内酯缓解低温弱光对设施番茄幼苗伤害的研究
发布时间：2023-01-08 16:14
在我国冬、春季节设施生产过程中,番茄在不同生育时期都有可能遭受低温弱光胁迫的伤害,从而使其生长发育与器官建成受到影响,最终导致番茄的品质和产量下降。而大量的研究结果表明,油菜素内酯能够明显地提高番茄植株对低温弱光的抵抗力。因此,研究油菜素内酯如何提高番茄植株耐低温弱光的生理生化机制是非常重要的。本文以在生产上对低温弱光耐性有较大差异的两个番茄品种（‘中杂9号’为抗逆性较强的品种,‘中蔬4号’为抗逆性较弱的品种）为试验材料,用人工气候室模拟低温（12℃/6℃,白天/黑夜）和弱光（80μmol·m-2·s-1）胁迫,结合外源施用0.1 m M的24-表油菜素内酯（EBR）,研究了EBR对低温弱光胁迫条件下番茄幼苗的抗氧化酶的活性,光合特性和叶绿素荧光特性的影响。同时,对抗逆蛋白进行筛选,并对筛选出的蛋白通过基因工程的方法对其进行低温条件下的功能验证,以期初步揭示出提高番茄幼苗耐低温弱光胁迫的生理和生化方面的机制。研究结果如下:1.低温弱光胁迫处理后,番茄幼苗叶片的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性总体呈现先上升后下降的趋势,过氧化氢酶（CAT）的活性则一直降低。同时,丙二醛...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 低温和弱光胁迫分别对植物的影响
1.2.1 低温对植物的影响
1.2.2 弱光对植物的影响
1.3 油菜素内酯提高植物抵抗低温和弱光性的研究进展
1.3.1 油菜素内酯与保护酶
1.3.2 油菜素内酯与脯氨酸和可溶性糖
1.3.3 油菜素内酯与植物营养生长的影响
1.3.4 油菜素内酯与光合作用
1.3.5 油菜素内酯与能量代谢的关系
1.4 ATP合成酶
1.4.1 ATP合成酶的结构
1.4.2 ATP合成酶的作用机理
1.5 蛋白质组学技术
1.5.1 蛋白质分离技术-双向电泳
1.5.2 目的蛋白点的筛选-蛋白质印迹
1.5.3 蛋白质鉴定技术-质谱技术
1.5.4 样品的分析-蛋白质结构和功能预测
1.6 基因工程技术
1.6.1 植物转基因技术的基本路线
1.6.2 植物基因转化的方法
1.6.3 转基因植物的检测方法
1.7 本研究的目的意义和主要内容
1.7.1 研究目的及意义
1.7.2 主要研究内容
1.8 技术路线
第二章 24-表油菜素内酯对低温弱光胁迫下番茄幼苗抗氧化酶系统和光合荧光特性的影响
2.1 材料与方法
2.1.1 供试品种
2.1.2 材料培养及其处理
2.1.3 主要试剂
2.1.4 主要仪器
2.2 试验方法
2.2.1 抗氧化酶的提取
2.2.2 SOD活性的测定
2.2.3 POD活性的测定
2.2.4 CAT活性的测定
2.2.5 MDA含量的测定
2.2.6 O_2~(·-)产生速率的测定
2.2.7 H_2O_2含量的测定
2.2.8 光合参数的测定
2.2.9 叶绿素荧光参数的测定
2.3.结果分析
2.3.1 EBR对SOD活性的影响
2.3.2 EBR对POD活性的影响
2.3.3 EBR对CAT活性的影响
2.3.4 EBR对MDA含量的影响
2.3.5 EBR对O_2~(·-)产生速率的影响
2.3.6 EBR对H_2O_2含量的影响
2.3.7 EBR对光合特性的影响
2.3.8 EBR对荧光参数的影响
2.4 讨论
2.4.1 EBR对抗氧化酶和ROS的影响
2.4.2 EBR对光合和荧光特性的影响
2.5 小结
第三章 24-表油菜素内酯对低温弱光胁迫下番茄幼苗ATP合成酶 β 亚基的影响
3.1 材料与处理
3.1.1 供试品种
3.1.2 主要试剂
3.1.3 主要仪器
3.1.4 材料培养及处理
3.2 试验方法
3.2.1 可溶性总蛋白的提取
3.2.2 SDS-PAGE电泳
3.2.3 电洗脱法纯化蛋白质
3.2.4 目标蛋白含量的灰度分析
3.2.5 串联二级质谱
3.2.6 ATP合成酶 β 亚基的生物信息学研究
3.3 结果分析
3.3.1 SDS-PAGE电泳及目标蛋白含量测定结果
3.3.2 灰度法测定目标蛋白含量结果
3.3.3 串联二级质谱结果
3.3.4 ATP合成酶 β 亚基的结构和功能分析
3.3.5 ATP合成酶 β 亚基的进化分析
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 ATP合成酶 β 亚基过表达载体的构建
4.1 材料与方法
4.1.1 供试品种
4.1.2 材料培养及处理
4.1.3 主要试剂及溶液的配制
4.1.4 主要仪器
4.2 试验方法及步骤
4.2.1 引物设计
4.2.2 RNA的提取及反转录
4.2.3 PCR反应
4.2.4 胶回收
4.2.5 DNA加A反应
4.2.6 目的基因与T载体的连接和转化
4.2.7 菌落PCR检测
4.2.8 质粒的提取及质粒PCR检测
4.2.9 目的基因的双酶切及胶回收
4.2.10 目的片段和表达载体的连接和转化
4.2.11 菌落PCR和质粒PCR检测及双酶切鉴定
4.3 结果分析
4.3.1 RNA的提取结果
4.3.2 cDNA的合成和RT-PCR扩增结果
4.3.3 目的片段胶回收结果
4.3.4 ATP合成酶 β 亚基基因的TA克隆
4.3.5 菌落PCR结果
4.3.6 重组质粒PCR结果
4.3.7 ATP合成酶 β 亚基基因测序结果
4.3.8 ATP合成酶 β 亚基基因和表达载体的双酶切
4.3.9 ATP合成酶 β 亚基基因和表达载体的胶回收
4.3.10 ATP合成酶 β 亚基基因与表达载体的连接
4.3.11 菌落PCR结果
4.3.12 重组质粒PCR结果
4.3.13 ATP合成酶 β 亚基基因与表达载体连接的双酶切检测
4.3.14 ATP合成酶 β 亚基基因全长的获得及比对
4.4 讨论
4.4.1 番茄幼苗叶片ATP合成酶 β 亚基基因的克隆与序列分析
4.4.2 番茄幼苗叶片ATP合成酶 β 亚基基因过表达载体的构建
4.5 小结
第五章 ATP合成酶 β 亚基过表达增强了番茄幼苗抵御低温胁迫的能力
5.1 材料与方法
5.1.1 供试品种
5.1.2 主要试剂及溶液
5.2 试验方法及步骤
5.2.1 制备农杆菌感受态细胞
5.2.2 植物的表达载体转入农杆菌感受态细胞
5.2.3 重组质粒的PCR检测
5.2.4 转基因番茄植株的获得
5.2.5 转基因番茄潮霉素抗性基因 PCR 检测
5.2.6 转基因番茄GFP基因的PCR检测
5.2.7 激光共聚焦检测转基因植株
5.2.8 转基因及野生型番茄幼苗的低温处理
5.2.9 转基因与野生型番茄叶片中抗氧化酶和ROS含量的测定
5.2.10 转基因与野生型番茄叶片叶绿素含量的测定
5.2.11 转基因与野生型番茄叶片光合指标的测定
5.2.12 转基因与野生型番茄叶片叶绿素荧光参数的测定
5.2.13 转基因与野生型番茄叶片ATP含量的测定
5.3 结果分析
5.3.1 根癌农杆菌的转化及鉴定
5.3.2 番茄的转基因过程
5.3.3 转基因植物的分子检测
5.3.4 共聚焦番茄检测转基因植株的结果
5.3.5 低温胁迫对转基因植株抗氧化酶活性的影响
5.3.6 低温胁迫对转基因植株叶绿素含量的影响
5.3.7 低温胁迫对转基因植株光合特性的影响
5.3.8 低温胁迫对转基因植株荧光参数的影响
5.3.9 低温胁迫对转基因植株ATP含量的影响
5.4 讨论
5.4.1 低温对转基因番茄叶片抗氧化系统的影响
5.4.2 低温对转基因番茄叶片叶绿素含量的影响
5.4.3 低温对转基因番茄叶片光合及荧光特性的影响
5.4.4 低温对转基因番茄叶片ATP含量的影响
5.5 小结
第六章 结论与创新点
6.1 结论
6.2 主要创新点
参考文献
附图
缩略词
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]夜间低温对白菜型冬油菜光合机构的影响[J]. 刘自刚,孙万仓,方彦,李学才,杨宁宁,武军艳,曾秀存,王月. 中国农业科学. 2015(04)
[2]外源物质处理下辣椒幼苗对低温胁迫的生理响应[J]. 姜秀梅,秦勇,努斯热提·库吐丁,郭光照. 新疆农业科学. 2014(10)
[3]低温、弱光、高湿胁迫对日光温室番茄花期生理生化指标的影响[J]. 张淑杰,杨再强,陈艳秋,韩秀君,吴曼丽,赵先丽,李广霞. 生态学杂志. 2014(11)
[4]中国水仙叶绿体ATP合成酶基因NtATPF的克隆与序列分析[J]. 林江波,王伟英,邹晖,李海明,吴水金,戴艺民. 福建农业学报. 2014(06)
[5]外源24-表油菜素内酯对弱光胁迫下番茄叶片内源激素和碳水化合物代谢及果实的影响[J]. 李宁,苏晓琼,孙锦,束胜,郭世荣. 南京农业大学学报. 2014(03)
[6]蓖麻毒蛋白在蓖麻组培苗不同部位叶片中含量的测定[J]. 罗蕊,赵志强,黄凤兰,陈永胜,雷雪,尚雨丝,王超,邱靖,王婕,郭书龙. 江苏农业科学. 2014(02)
[7]低温弱光下不同起源地辣椒叶绿素荧光参数的比较[J]. 吕晓菡,柴伟国,傅鸿妃. 北方园艺. 2013(24)
[8]白菜型冬油菜铁超氧化物歧化酶（Fe-SOD）基因的克隆及表达分析[J]. 曾秀存,孙万仓,孙佳,许耀照,方彦,史鹏辉,杨刚,孔德晶,武军艳,刘自刚. 中国农业科学. 2013(21)
[9]植物抗寒相关功能与调控基因研究进展[J]. 姚晓华. 中国农学通报. 2013(27)
[10]蛋白质的二级结构预测研究进展[J]. 唐媛,李春花,张瑗,尚进,邹凌云,李立奇. 现代生物医学进展. 2013(26)
博士论文
[1]番茄光合运转糖—蔗糖的运转、代谢及其相关影响因素的研究[D]. 齐红岩.沈阳农业大学 2004
本文编号：3728788
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【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 低温和弱光胁迫分别对植物的影响
1.2.1 低温对植物的影响
1.2.2 弱光对植物的影响
1.3 油菜素内酯提高植物抵抗低温和弱光性的研究进展
1.3.1 油菜素内酯与保护酶
1.3.2 油菜素内酯与脯氨酸和可溶性糖
1.3.3 油菜素内酯与植物营养生长的影响
1.3.4 油菜素内酯与光合作用
1.3.5 油菜素内酯与能量代谢的关系
1.4 ATP合成酶
1.4.1 ATP合成酶的结构
1.4.2 ATP合成酶的作用机理
1.5 蛋白质组学技术
1.5.1 蛋白质分离技术-双向电泳
1.5.2 目的蛋白点的筛选-蛋白质印迹
1.5.3 蛋白质鉴定技术-质谱技术
1.5.4 样品的分析-蛋白质结构和功能预测
1.6 基因工程技术
1.6.1 植物转基因技术的基本路线
1.6.2 植物基因转化的方法
1.6.3 转基因植物的检测方法
1.7 本研究的目的意义和主要内容
1.7.1 研究目的及意义
1.7.2 主要研究内容
1.8 技术路线
第二章 24-表油菜素内酯对低温弱光胁迫下番茄幼苗抗氧化酶系统和光合荧光特性的影响
2.1 材料与方法
2.1.1 供试品种
2.1.2 材料培养及其处理
2.1.3 主要试剂
2.1.4 主要仪器
2.2 试验方法
2.2.1 抗氧化酶的提取
2.2.2 SOD活性的测定
2.2.3 POD活性的测定
2.2.4 CAT活性的测定
2.2.5 MDA含量的测定
2.2.6 O_2~(·-)产生速率的测定
2.2.7 H_2O_2含量的测定
2.2.8 光合参数的测定
2.2.9 叶绿素荧光参数的测定
2.3.结果分析
2.3.1 EBR对SOD活性的影响
2.3.2 EBR对POD活性的影响
2.3.3 EBR对CAT活性的影响
2.3.4 EBR对MDA含量的影响
2.3.5 EBR对O_2~(·-)产生速率的影响
2.3.6 EBR对H_2O_2含量的影响
2.3.7 EBR对光合特性的影响
2.3.8 EBR对荧光参数的影响
2.4 讨论
2.4.1 EBR对抗氧化酶和ROS的影响
2.4.2 EBR对光合和荧光特性的影响
2.5 小结
第三章 24-表油菜素内酯对低温弱光胁迫下番茄幼苗ATP合成酶 β 亚基的影响
3.1 材料与处理
3.1.1 供试品种
3.1.2 主要试剂
3.1.3 主要仪器
3.1.4 材料培养及处理
3.2 试验方法
3.2.1 可溶性总蛋白的提取
3.2.2 SDS-PAGE电泳
3.2.3 电洗脱法纯化蛋白质
3.2.4 目标蛋白含量的灰度分析
3.2.5 串联二级质谱
3.2.6 ATP合成酶 β 亚基的生物信息学研究
3.3 结果分析
3.3.1 SDS-PAGE电泳及目标蛋白含量测定结果
3.3.2 灰度法测定目标蛋白含量结果
3.3.3 串联二级质谱结果
3.3.4 ATP合成酶 β 亚基的结构和功能分析
3.3.5 ATP合成酶 β 亚基的进化分析
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 ATP合成酶 β 亚基过表达载体的构建
4.1 材料与方法
4.1.1 供试品种
4.1.2 材料培养及处理
4.1.3 主要试剂及溶液的配制
4.1.4 主要仪器
4.2 试验方法及步骤
4.2.1 引物设计
4.2.2 RNA的提取及反转录
4.2.3 PCR反应
4.2.4 胶回收
4.2.5 DNA加A反应
4.2.6 目的基因与T载体的连接和转化
4.2.7 菌落PCR检测
4.2.8 质粒的提取及质粒PCR检测
4.2.9 目的基因的双酶切及胶回收
4.2.10 目的片段和表达载体的连接和转化
4.2.11 菌落PCR和质粒PCR检测及双酶切鉴定
4.3 结果分析
4.3.1 RNA的提取结果
4.3.2 cDNA的合成和RT-PCR扩增结果
4.3.3 目的片段胶回收结果
4.3.4 ATP合成酶 β 亚基基因的TA克隆
4.3.5 菌落PCR结果
4.3.6 重组质粒PCR结果
4.3.7 ATP合成酶 β 亚基基因测序结果
4.3.8 ATP合成酶 β 亚基基因和表达载体的双酶切
4.3.9 ATP合成酶 β 亚基基因和表达载体的胶回收
4.3.10 ATP合成酶 β 亚基基因与表达载体的连接
4.3.11 菌落PCR结果
4.3.12 重组质粒PCR结果
4.3.13 ATP合成酶 β 亚基基因与表达载体连接的双酶切检测
4.3.14 ATP合成酶 β 亚基基因全长的获得及比对
4.4 讨论
4.4.1 番茄幼苗叶片ATP合成酶 β 亚基基因的克隆与序列分析
4.4.2 番茄幼苗叶片ATP合成酶 β 亚基基因过表达载体的构建
4.5 小结
第五章 ATP合成酶 β 亚基过表达增强了番茄幼苗抵御低温胁迫的能力
5.1 材料与方法
5.1.1 供试品种
5.1.2 主要试剂及溶液
5.2 试验方法及步骤
5.2.1 制备农杆菌感受态细胞
5.2.2 植物的表达载体转入农杆菌感受态细胞
5.2.3 重组质粒的PCR检测
5.2.4 转基因番茄植株的获得
5.2.5 转基因番茄潮霉素抗性基因 PCR 检测
5.2.6 转基因番茄GFP基因的PCR检测
5.2.7 激光共聚焦检测转基因植株
5.2.8 转基因及野生型番茄幼苗的低温处理
5.2.9 转基因与野生型番茄叶片中抗氧化酶和ROS含量的测定
5.2.10 转基因与野生型番茄叶片叶绿素含量的测定
5.2.11 转基因与野生型番茄叶片光合指标的测定
5.2.12 转基因与野生型番茄叶片叶绿素荧光参数的测定
5.2.13 转基因与野生型番茄叶片ATP含量的测定
5.3 结果分析
5.3.1 根癌农杆菌的转化及鉴定
5.3.2 番茄的转基因过程
5.3.3 转基因植物的分子检测
5.3.4 共聚焦番茄检测转基因植株的结果
5.3.5 低温胁迫对转基因植株抗氧化酶活性的影响
5.3.6 低温胁迫对转基因植株叶绿素含量的影响
5.3.7 低温胁迫对转基因植株光合特性的影响
5.3.8 低温胁迫对转基因植株荧光参数的影响
5.3.9 低温胁迫对转基因植株ATP含量的影响
5.4 讨论
5.4.1 低温对转基因番茄叶片抗氧化系统的影响
5.4.2 低温对转基因番茄叶片叶绿素含量的影响
5.4.3 低温对转基因番茄叶片光合及荧光特性的影响
5.4.4 低温对转基因番茄叶片ATP含量的影响
5.5 小结
第六章 结论与创新点
6.1 结论
6.2 主要创新点
参考文献
附图
缩略词
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]夜间低温对白菜型冬油菜光合机构的影响[J]. 刘自刚,孙万仓,方彦,李学才,杨宁宁,武军艳,曾秀存,王月. 中国农业科学. 2015(04)
[2]外源物质处理下辣椒幼苗对低温胁迫的生理响应[J]. 姜秀梅,秦勇,努斯热提·库吐丁,郭光照. 新疆农业科学. 2014(10)
[3]低温、弱光、高湿胁迫对日光温室番茄花期生理生化指标的影响[J]. 张淑杰,杨再强,陈艳秋,韩秀君,吴曼丽,赵先丽,李广霞. 生态学杂志. 2014(11)
[4]中国水仙叶绿体ATP合成酶基因NtATPF的克隆与序列分析[J]. 林江波,王伟英,邹晖,李海明,吴水金,戴艺民. 福建农业学报. 2014(06)
[5]外源24-表油菜素内酯对弱光胁迫下番茄叶片内源激素和碳水化合物代谢及果实的影响[J]. 李宁,苏晓琼,孙锦,束胜,郭世荣. 南京农业大学学报. 2014(03)
[6]蓖麻毒蛋白在蓖麻组培苗不同部位叶片中含量的测定[J]. 罗蕊,赵志强,黄凤兰,陈永胜,雷雪,尚雨丝,王超,邱靖,王婕,郭书龙. 江苏农业科学. 2014(02)
[7]低温弱光下不同起源地辣椒叶绿素荧光参数的比较[J]. 吕晓菡,柴伟国,傅鸿妃. 北方园艺. 2013(24)
[8]白菜型冬油菜铁超氧化物歧化酶（Fe-SOD）基因的克隆及表达分析[J]. 曾秀存,孙万仓,孙佳,许耀照,方彦,史鹏辉,杨刚,孔德晶,武军艳,刘自刚. 中国农业科学. 2013(21)
[9]植物抗寒相关功能与调控基因研究进展[J]. 姚晓华. 中国农学通报. 2013(27)
[10]蛋白质的二级结构预测研究进展[J]. 唐媛,李春花,张瑗,尚进,邹凌云,李立奇. 现代生物医学进展. 2013(26)
博士论文
[1]番茄光合运转糖—蔗糖的运转、代谢及其相关影响因素的研究[D]. 齐红岩.沈阳农业大学 2004
本文编号：3728788
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