基于转录组测序的超富集植物鼠耳芥抗Zn/Cd胁迫基因筛选及初步分析
发布时间：2021-09-15 13:40
超富集植物是自然界中一类能够超量吸收重金属并将其转移至地上部的植物,因其对重金属出色的耐受和累积能力,成为研究重金属累积耐受遗传调控机制和土壤植物修复的重要材料。对超富集植物重金属应答和适应性调控基因的鉴定和分析,为植物重金属环境适应能力的遗传改良提供候选基因资源和理论依据,进而为通过植被种植治理土壤重金属污染奠定基础。本研究以Zn/Cd超富集植物鼠耳芥作为研究对象,以非超富集模式植物拟南芥作为参照,分别用Zn和Cd对鼠耳芥和拟南芥处理2小时和8小时后,采用转录组测序的技术手段对这两个近缘物种进行物种内以及物种间的重金属应答和适应相关基因进行筛选和鉴定。主要结果如下:在验证鼠耳芥对Zn/Cd的超富集能力以后,分别提取拟南芥鼠耳芥总RNA进行高通量转录组测序。在种内差异分析中发现拟南芥和鼠耳芥在Zn胁迫下响应的差异显著基因要比Cd胁迫下响应的差异显著基因要多,并且随着时间从2小时变为8小时,两个物种中的差异显著基因数量变少,推测这可能与物种对外界胁迫的适应性有关。还发现拟南芥中差异显著基因要比鼠耳芥芥多,推测鼠耳芥中抗Zn/Cd胁迫基因对Zn/Cd的解毒能力要比拟南芥中的强。通过GO富集...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥根部细胞Zn/Cd转运、螯合过程（高华etal.,2001）
1-2 溶液培养下鼠耳芥（左）拟南芥（右）植opsis halleri(left) and Arabidopsis thaliana(rightculture（Kr mer, 2010）子的吸收和转运在很大程度上一来与相同的运 的累积表现出明显的正相关。 近年来，关于分子机制的研究已经许多报道。利用芯片杂交属吸收和转运相关的基因在鼠耳芥根部中的表中此前推定可能参与植物体内重金属调控的基2008）。鼠耳芥根部的高表达 NAS2 基因能诱导够和锌结合，尼克酰胺的合成和外面与鼠耳芥利用 RNAi 技术抑制 AhNAS2 表达，明显降低nd Clemens, 2012）。这其中包括之前提到的将要因子之一 AhHMA4 基因（Hanikenne et al., 2
3.1.1 种子来源鼠耳芥（Arabidopsis halleri L.）langelsheim 生态型种子购自美国 NBRC 种子库，其采集自欧洲阿尔卑斯山的铅锌尾矿区。拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）Columbia -0 生态型由德国图宾根大学植物分子生物学中心惠赠。3.1.2 培养条件将鼠耳芥和拟南芥种子用70%酒精及次氯酸钠灭菌后置于1/2MS固体培养基上。采用 130mm×130mm 方形培养皿，每个培养皿中放置 8 颗种子。拟南芥 4℃春化 3 天，鼠耳芥 4℃春化 7 天，转入人工气候箱中培养至 4 周。然后将幼苗转移到 1/2Hoagland 营养液中培养 2 周。水培时所用容器为 4L 塑料盆，用泡沫和海绵作为植株的支撑，每盆放置养 12 棵幼苗。所用营养液配方如下：KNO3(1.25 mM), KH2PO4(0.28 mM), MgSO4(0.75 mM), Ca(NO3)2(1.25 mM),H3BO3(25 μM), MnCl2(5 μM), ZnSO4(1 μM), CuSO4(0.5 μM), (NH4)6Mo7O24(0.1μM), FeSO4(5 μM), Na2EDTA(10 μM)，营养液每三天更新一次。具体培养条件为：光照 11 小时黑暗 13 小时进行交替，光照强度为 145 mmolm-2s-1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种重金属（Pb、Zn、Cd、Cu）的超富集植物种类及增强植物修复措施研究进展[J]. 聂亚平,王晓维,万进荣,尹阳阳,许温蓬,杨文亭. 生态科学. 2016(02)
[2]Cd2+对狗牙根、假俭草种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 岑画梦,彭玲莉,杨雪,吴亚娇,廖源林,李西,陈其兵,蔡仕珍. 草业学报. 2015(05)
[3]重金属镉（Cd）在植物体内的转运途径及其调控机制[J]. 王晓娟,王文斌,杨龙,金樑,宋瑜,姜少俊,秦兰兰. 生态学报. 2015(23)
[4]镉胁迫对不同基因型水稻生长及矿质营养元素吸收的影响[J]. 陈京都,何理,许轲,戴其根,郭保卫,张洪程,霍中洋,魏海燕. 生态学杂志. 2013(12)
[5]中国耕地土壤重金属污染概况[J]. 宋伟,陈百明,刘琳. 水土保持研究. 2013(02)
[6]土壤锌污染及其修复技术研究进展[J]. 陈玉真,王峰,王果,尤志明. 福建农业学报. 2012(08)
[7]植物对重金属镉的响应及其耐受机理[J]. 宋瑜,金樑,曹宗英,王晓娟. 草业学报. 2008(05)
[8]超积累植物在植物冶金中的研究进展[J]. 戴文娇,刘晓海,曾向东,王海娟. 环境科学导刊. 2008(02)
[9]重金属污染对植物光合作用的影响[J]. 李裕红,黄小瑜. 引进与咨询. 2006(06)
[10]镉、铜和锌胁迫下黑藻活性氧的产生及抗氧化酶活性的变化研究[J]. 徐勤松,施国新,王学,吴国荣. 水生生物学报. 2006(01)
本文编号：3396182
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥根部细胞Zn/Cd转运、螯合过程（高华etal.,2001）
1-2 溶液培养下鼠耳芥（左）拟南芥（右）植opsis halleri(left) and Arabidopsis thaliana(rightculture（Kr mer, 2010）子的吸收和转运在很大程度上一来与相同的运 的累积表现出明显的正相关。 近年来，关于分子机制的研究已经许多报道。利用芯片杂交属吸收和转运相关的基因在鼠耳芥根部中的表中此前推定可能参与植物体内重金属调控的基2008）。鼠耳芥根部的高表达 NAS2 基因能诱导够和锌结合，尼克酰胺的合成和外面与鼠耳芥利用 RNAi 技术抑制 AhNAS2 表达，明显降低nd Clemens, 2012）。这其中包括之前提到的将要因子之一 AhHMA4 基因（Hanikenne et al., 2
3.1.1 种子来源鼠耳芥（Arabidopsis halleri L.）langelsheim 生态型种子购自美国 NBRC 种子库，其采集自欧洲阿尔卑斯山的铅锌尾矿区。拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）Columbia -0 生态型由德国图宾根大学植物分子生物学中心惠赠。3.1.2 培养条件将鼠耳芥和拟南芥种子用70%酒精及次氯酸钠灭菌后置于1/2MS固体培养基上。采用 130mm×130mm 方形培养皿，每个培养皿中放置 8 颗种子。拟南芥 4℃春化 3 天，鼠耳芥 4℃春化 7 天，转入人工气候箱中培养至 4 周。然后将幼苗转移到 1/2Hoagland 营养液中培养 2 周。水培时所用容器为 4L 塑料盆，用泡沫和海绵作为植株的支撑，每盆放置养 12 棵幼苗。所用营养液配方如下：KNO3(1.25 mM), KH2PO4(0.28 mM), MgSO4(0.75 mM), Ca(NO3)2(1.25 mM),H3BO3(25 μM), MnCl2(5 μM), ZnSO4(1 μM), CuSO4(0.5 μM), (NH4)6Mo7O24(0.1μM), FeSO4(5 μM), Na2EDTA(10 μM)，营养液每三天更新一次。具体培养条件为：光照 11 小时黑暗 13 小时进行交替，光照强度为 145 mmolm-2s-1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种重金属（Pb、Zn、Cd、Cu）的超富集植物种类及增强植物修复措施研究进展[J]. 聂亚平,王晓维,万进荣,尹阳阳,许温蓬,杨文亭. 生态科学. 2016(02)
[2]Cd2+对狗牙根、假俭草种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 岑画梦,彭玲莉,杨雪,吴亚娇,廖源林,李西,陈其兵,蔡仕珍. 草业学报. 2015(05)
[3]重金属镉（Cd）在植物体内的转运途径及其调控机制[J]. 王晓娟,王文斌,杨龙,金樑,宋瑜,姜少俊,秦兰兰. 生态学报. 2015(23)
[4]镉胁迫对不同基因型水稻生长及矿质营养元素吸收的影响[J]. 陈京都,何理,许轲,戴其根,郭保卫,张洪程,霍中洋,魏海燕. 生态学杂志. 2013(12)
[5]中国耕地土壤重金属污染概况[J]. 宋伟,陈百明,刘琳. 水土保持研究. 2013(02)
[6]土壤锌污染及其修复技术研究进展[J]. 陈玉真,王峰,王果,尤志明. 福建农业学报. 2012(08)
[7]植物对重金属镉的响应及其耐受机理[J]. 宋瑜,金樑,曹宗英,王晓娟. 草业学报. 2008(05)
[8]超积累植物在植物冶金中的研究进展[J]. 戴文娇,刘晓海,曾向东,王海娟. 环境科学导刊. 2008(02)
[9]重金属污染对植物光合作用的影响[J]. 李裕红,黄小瑜. 引进与咨询. 2006(06)
[10]镉、铜和锌胁迫下黑藻活性氧的产生及抗氧化酶活性的变化研究[J]. 徐勤松,施国新,王学,吴国荣. 水生生物学报. 2006(01)
本文编号：3396182
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