硼铝互作下酸柚叶片cDNA-AFLP分析

发布时间：2017-04-06 16:06

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【摘要】：铝(A1)毒害是许多热带和亚热带酸性土壤作物生长的最主要的限制因素,对农业生产造成了巨大危害。越来越多的研究表明外源施用硼(B)肥可有效地缓解植物铝毒害。但是目前有关硼诱导缓解植物铝毒害的分子机制的报道很少。为了探究植物中硼缓解铝毒的分子机制,本研究以酸柚(Citrus grandis)实生苗为试验材料,每隔一天施一次营养液,移栽后6周开始进行两个硼水平(2.5或20 μM H3BO3)和两个铝A1水平(0或1.2 rnM AlC13·6H2O)的硼铝互作处理,处理18周后测定植株生物量和叶片硼铝含量,采集叶片,提取总RNA,逆转录成cDNA,最后进行cDNA-AFLP (cDNA-Amplified fragment length polymorphic)分析。主要结果如下：1、铝毒导致酸柚实生苗生长受抑制。在不加铝处理的植株中,供硼不会显著的影响植株生长；但是在加铝处理的植株中,供20μM B的植株干重(DW)显著高于2.5心MμB植株。同时,铝毒还增加了叶片铝和硼的含量。在加铝处理的植株中,供2.5μMB植株叶片的铝含量显著高于20μMB的叶片；不加铝处理的植株,两个硼水平处理叶片的铝含量没有显著差异。无论是加Al还是不加A1处理的叶片中,供20μMB处理的叶片硼含量均高于2.5μMB处理的叶片。2、铝毒降低了酸柚叶片CO2同化作用、气孔导度和蒸腾作用,却增加了叶片胞间CO2浓度。在加铝处理的植株中,20μMB处理的叶片与2.5μM B处理的叶片相比具有更高的CO2同化作用和更低的胞间CO2浓度,然而两个硼水平处理叶片的气孔导度和蒸腾作用没有显著的差异。在不加铝处理的植株中,2.5 μMB和20μMB处理的酸柚叶片的CO2同化作用、气孔导度、蒸腾作用和叶片胞间CO2浓度这四项叶片气体交换相关参数都没有显著差异。3、我们用cDNA-AFLP技术从硼铝互作酸柚实生苗的叶片中成功回收了196条基因片段(TDFs),测序成功179条TDFs,最后得到127条差异表达的TDFs。这些差异基因功能主要涉及信号转导、转运、能量代谢、核酸代谢、氨基酸和蛋白代谢、细胞壁和细胞骨架代谢、脂质代谢和胁迫响应等几方面。4、B缓解叶片铝毒害的分子机制可能与下面几方面相关：(a)触发多重信号转导途径,如：Ca2+信号和蛋白质磷酸化与脱磷酸化以及其他[如：蔗糖诱导受损1(Impaired sucrose inductionl, ISIl)]等；(b)增加叶片转运相关基因的表达,如：类GTP结合核酸蛋白Ran-3和柑橘蔗糖转运1；(c)激活能量生产有关的基因,如：ATP合成酶CFo亚单位I和NADH质体醌氧化还原酶等；(d)提高了叶片氨基酸的累积[如：假定的GDU2 (glutamine dumper 2)和类天冬酰胺合成酶(谷氨酰胺水解)1]和蛋白质的降解(如：羧基末端肽酶、类AMSH泛素硫脂酶1和类多聚泛素4)。此外,参与核酸代谢的[如：三角状五肽重复(PPR)蛋白、类Copia-typepol多聚蛋白和PIF/Ping-Pong家族植物转座酶]以及胁迫响应[如：早期脱水响应基因(Early-responsive to dehydration, ERD3)和类RPM1互作蛋白4)]的基因也在硼缓解叶片铝毒中起重要作用。
【关键词】：铝毒 硼 酸柚叶片 硼铝互作 cDNA-AFLP
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S666.3
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 引言10-17
• 1 铝毒对植物生长发育的影响10-12
• 2 铝毒对植物生理生化的影响12-13
• 3 硼与植物铝毒害的关系13-14
• 4 cDNA-AFLP技术特点及应用14-16
• 5 立题意义16-17
• 第二章 材料与方法17-23
• 1 试验材料与处理17
• 2 方法17-23
• 2.1 植株干重(DW)和叶片铝、硼浓度的测定17-18
• 2.2 叶片气体交换相关参数的测定18
• 2.3 RNA的提取,cDNA的合成和cDNA-AFLP分析18-21
• 2.4 荧光定量PCR(qRT-PCR)验证21-22
• 2.5 试验设计和统计分析22-23
• 第三章 结果与分析23-36
• 1 植物生长和叶片中铝、硼含量23-25
• 2 叶片气体交换25
• 3 叶片cDNA-AFLP差异基因表达25-35
• 4 用qRT-PCR验证cDNA-AFLP分析数据35-36
• 第四章 讨论36-49
• 1 硼缓解酸柚实生苗铝毒害36
• 2 信号转导基因36-39
• 3 转运基因39-40
• 4 碳水化合物和能量代谢基因40-42
• 5 核酸代谢基因42-43
• 6 氨基酸和蛋白代谢基因43-45
• 7 细胞壁和细胞骨架代谢基因45-46
• 8 脂质代谢基因46
• 9 胁迫应答基因46-47
• 10 其他基因47-49
• 第五章 结论49-51
• 参考文献51-68
• 在学期间发表的论文68-69
• 致谢69

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本文编号：289175