铝胁迫下大豆（Glycine Max L.）根系柠檬酸分泌相关基因功能分析

发布时间：2024-03-16 06:15

　　铝(Al)毒是限制酸性土壤上植物生长和作物产量的最重要的因子之一。大豆广泛种植于酸性土壤上。前期研究者针对大豆抗Al品种筛选、抗Al生理机制以及基因定位等有较多报道,但对大豆抗Al分子机制分析以及抗Al基因的挖掘、鉴定则报道较少。本论文主要针对Al胁迫下大豆根系分泌柠檬酸这一重要抗Al机制,从上游转录因子调控、下游内部有机酸累积以及细胞膜上有机酸运输三个角度,从分子生物学水平解析抗Al机制,并鉴定相关抗Al基因,以图为最终利用基因工程手段培育抗Al大豆品种奠定基础。主要研究结果如下:1.大豆抗Al相关转录因子GmSTOP1a的功能分析(1)以CaMV 35S为启动子,将GmSTOP1a超表达于大豆发根中,结果表明,Al胁迫条件下,超表达GmSTOP1a的大豆发根提高了编码苹果酸转运体GmALMT1的表达,且降低了根尖Al含量。同时,GmSTOP1a-OE提高了可能调控质子毒性的GmSTOP1c和GmCIPK23,但对GmPGIP1和GmGDH1的相对表达量影响则不大。(2)GmSTOP1a超表达于拟南芥COL-4(GmSTOP1a-OE)或恢复表达于拟南芥突变体atstop1(GmST...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：博士

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英文缩写词表
第1章 绪论
    1.1 植物的铝毒害
    1.2 植物的耐铝机制
        1.2.1 内部耐受机制
        1.2.2 外部排斥机制
    1.3 铝诱导植物根系柠檬酸分泌的分子机制
        1.3.1 调控植物根系分泌柠檬酸的转录因子研究进展
        1.3.2 有机酸转运蛋白在调控铝诱导植物根系有机酸分泌中的作用
        1.3.3 植物根系柠檬酸代谢的研究进展
    1.4 研究目的与意义
第2章 铝胁迫和低pH条件下GmSTOP1a基因的功能分析
    2.1 引言
    2.2 试验材料与方法
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 试验方法
    2.3 结果与分析
        2.3.1 GmSTOP1a基因在大豆发根中的超表达
        2.3.2 GmSTOP1a在拟南芥中的异源表达
    2.4 讨论
    2.5 小结
第3章 铝胁迫下GmMATEs基因功能分析
    3.1 引言
    3.2 试验材料与方法
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试验方法
    3.3 结果与分析
        3.3.1 GmMATEs的生物信息学分析
        3.3.2 GmMATEs的表达模式分析
        3.3.3 GmMATEs的亚细胞定位
        3.3.4 铝胁迫下GmMATEs在GmMATEs-OE大豆发根中的转录表达分析
        3.3.5 铝胁迫对GmMATEs-OE大豆发根柠檬酸分泌的影响
        3.3.6 铝胁迫对GmMATEs-OE大豆发根铝含量的影响
        3.3.7 GmMATEs异源表达拟南芥
        3.3.8 GmMATEs在拟南芥缺失突变体atmate中的表达
        3.3.9 铝胁迫对GmMATEs启动子组织定位的影响
        3.3.10 GmSTOP1a对GmMATEs启动子的调控分析
        3.3.11 GmSTOP1a对GmMATEs的调控分析
    3.4 讨论
    3.5 小结
第4章 铝胁迫下GmME1基因功能分析
    4.1 引言
    4.2 试验材料与方法
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验方法
    4.3 结果与分析
        4.3.1 铝胁迫对大豆体内有机酸浓度及NADP-苹果酸酶活性的影响
        4.3.2 GmME1的表达模式分析
        4.3.3 铝胁迫对GmME1及转运体基因在GmME1-OE大豆发根中相对表达量的影响
        4.3.4 铝胁迫对GmME1-OE大豆发根体内有机酸浓度的影响
        4.3.5 铝胁迫对GmME1-OE大豆发根体外有机酸分泌的影响
        4.3.6 铝胁迫对GmME1-OE大豆发根铝含量的影响
        4.3.8 铝胁迫对GmME1-OE大豆发根铝含量的影响
    4.4 讨论
    4.5 小结
第5章 结果与展望
参考文献
作者简介
研究生期间主要研究成果
致谢



本文编号：3929240