矿质元素对苋菜幼苗生长发育的影响及其Zn转运体的功能验证
发布时间：2021-07-24 16:33
苋菜是苋科苋属蔬菜。本文研究了不同浓度Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Mn2+及元素间交互作用对苋菜幼苗生长发育的影响,同时基于生物信息学分析,对野生苋菜体内的8个Zn转运体进行克隆表达,并利用酵母突变体对其离子转运功能进行了验证。具体实验结果如下:（1）本文研究了苋菜幼苗在不同Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Mn2+浓度培养基上根长、下胚轴长、鲜重及根毛生长情况,发现无论在pH5.7还是pH7.2条件下,低Ca2+及高Fe2+环境抑制苋菜幼苗生长,而其他矿质元素浓度的改变对苋菜幼苗生长作用不显著。（2）升高外界Fe2+浓度能够部分缓解低Ca2+对苋菜幼苗的抑制作用。升高外界Ca2+浓度可以缓解Cd2+对苋菜的胁迫作用,但是...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥体内Zn稳态相关的转运蛋白及Zn结合物质[37]
内蒙古大学硕士学位论文26拟南芥序列相似度较高的基因。同时，对筛选得到的基因的蛋白跨膜结构进行预测（http://www.yeastrc.org/philius/pages/philius/runPhilius.jsp）。2.3.3苋菜Zn2+转运蛋白基因的克隆2.3.3.1CDS序列的合成及表达载体的构建如图2.1所示，为pFL61酵母表达载体图谱。pFL61载体大小为5425bp，其中重要的作用元件包括启动子PGK（PGK3’-PGK5’）、酵母筛选标记URA3（-Ura）、大肠杆菌筛选标记AMP（Amp）等[76]。为了目的片段的正常表达，仅能够将目的片段连接到1254bp位置处NotI位点处。因此设计合成的片段两端均应包括NotI酶切位点，同时在上游设计引入一个酶切位点用于验证目的基因连接的方向是否正确。通过上海闪晶公司合成最终筛选得到的苋菜Zn2+转运蛋白的CDS序列，合成时，在序列的两端添加酶切位点，具体见表2.3。将合成的片段与pFL61载体相连，由上海闪晶公司提供质粒及大肠杆菌菌液。使用含有Amp抗性的LB平板，活化上海闪晶公司提供的含有目的基因的大肠杆菌菌液，摇菌后使用大肠杆菌质粒小提试剂盒进行质粒的提取，保存质粒待用。质粒提取的具体步骤按照天根质粒小提试剂盒说明书。图2.1pFL61酵母表达载体图谱Fig2.1MapofYeastTransformationVectorpFL61
内蒙古大学硕士学位论文31图3.1不同Ca2+、Mg2+浓度处理条件下苋菜的生长表型。将苋菜种子播种在不同Ca2+、Mg2+浓度培养基上，春化3d后光照培养7d。A,不同Ca2+、Mg2+浓度梯度下的苋菜幼苗的鲜重统计分析，n=20，FW表示鲜重。B,不同Ca2+、Mg2+浓度梯度下的苋菜幼苗的根长统计分析，n=20。C,不同Ca2+、Mg2+浓度梯度下的苋菜幼苗的下胚轴长度统计分析，n=20。D,不同Ca2+、Mg2+浓度梯度下的苋菜幼苗根毛的生长情况。a、b、c表示不同处理数据间具有显著性差异，p<0.05。Figure3.1GrowthphenotypesofamaranthunderdifferentCa2+andMg2+treatment.AmaranthseedswereseededondifferentCa2+andMg2+concentrationmedia,andincubatedfor7daysaftervernizationfor3days.A,StatisticalanalysisoffreshweightofamaranthseedlingsunderdifferentCa2+andMg2+treatment,n=20,FWrepresentsfreshweight.B.StatisticalanalysisofrootlengthofamaranthseedlingsunderdifferentCa2+andMg2+treatment,n=20.C.StatisticalanalysisofhypocotyllengthofamaranthseedlingsunderdifferentCa2+andMg2+treatment,n=20.D.RoothairgrowthofamaranthseedlingsunderdifferentCa2+andMg2+treatment.a,b,andcindicatethattherearesignificantdifferencesamongdifferentprocessingdata,p<0.05.3.1.2高Fe2+显著抑制苋菜幼苗的生长发育Zn2+、Fe2+、Mn2+作为植物体生长发育所必需的微量元素，在植物体中同样发挥着重要功能。在研究Zn2+、Fe2+、Mn2+对苋菜生长发育的作用时，我们分别使用0.01×、1×及10×三种不同Zn2+、Fe2+、Mn2+浓度的培养基去培养苋菜。三种不同的浓度对于苋菜属于三种不同的处理，从低到高分别是低浓度、CK、高浓度处理。首?
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤pH对蓝莓生理特性的影响[J]. 袁月,代志国,张丙秀,王天鹤,张昭,姜婷. 西北植物学报. 2019(08)
[2]苋菜中甜菜红素代谢相关基因AmMYB2的表达与功能分析[J]. 彭丽云,王云,孙雪丽,王晓,赵春丽,王丛巧,项蕾蕾,陈家兰,赖钟雄,刘生财. 园艺学报. 2019(03)
[3]镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展[J]. 杨红霞,陈俊良,刘崴. 江苏农业科学. 2019(02)
[4]我国农耕土壤Cd污染与植物修复现状[J]. 葛芳芳,王学锋,付卫静,王林林,金彩霞,吕景花,曹治国,闫广轩,张鑫. 环境保护科学. 2017(05)
[5]土壤pH对植物生长发育影响的研究进展[J]. 唐琨,朱伟文,周文新,易镇邪,屠乃美. 作物研究. 2013(02)
[6]镉超富集苋菜品种（Amaranthus mangostanus L.）的筛选[J]. 范洪黎,周卫. 中国农业科学. 2009(04)
[7]AtMGT7:An Arabidopsis Gene Encoding a Low-Affinity Magnesium Transporter[J]. Dan-Dan Mao1,Lian-Fu Tian1,Le-Gong Li2,Jian Chen1,Pei-Yi Deng1,Dong-Ping Li1 and Sheng Luan1,3(1College of Life Science,Hunan Normal University,Changsha 410081,China; 2College of Life Sciences,Capital Normal University,Beijing 100037,China; 3Department of Plant and Microbial Biology,University of California,Berkeley,California 94720,USA). Journal of Integrative Plant Biology. 2008(12)
[8]模拟酸雨对污染土壤中Cd、Cu和Zn释放及其形态转化的影响[J]. 郭朝晖,黄昌勇,廖柏寒. 应用生态学报. 2003(09)
博士论文
[1]甜菜素植物—红苋菜中过氧化氢酶—酚氧化酶的鉴定[D]. 滕晓鹿.中国农业大学 2016
硕士论文
[1]盐渍环境下苋菜缺Ca/Fe/Zn对Cd吸收累积的影响及其与ZIP基因表达的关系[D]. 叶汉杰.暨南大学 2018
本文编号：3301020
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥体内Zn稳态相关的转运蛋白及Zn结合物质[37]
内蒙古大学硕士学位论文26拟南芥序列相似度较高的基因。同时，对筛选得到的基因的蛋白跨膜结构进行预测（http://www.yeastrc.org/philius/pages/philius/runPhilius.jsp）。2.3.3苋菜Zn2+转运蛋白基因的克隆2.3.3.1CDS序列的合成及表达载体的构建如图2.1所示，为pFL61酵母表达载体图谱。pFL61载体大小为5425bp，其中重要的作用元件包括启动子PGK（PGK3’-PGK5’）、酵母筛选标记URA3（-Ura）、大肠杆菌筛选标记AMP（Amp）等[76]。为了目的片段的正常表达，仅能够将目的片段连接到1254bp位置处NotI位点处。因此设计合成的片段两端均应包括NotI酶切位点，同时在上游设计引入一个酶切位点用于验证目的基因连接的方向是否正确。通过上海闪晶公司合成最终筛选得到的苋菜Zn2+转运蛋白的CDS序列，合成时，在序列的两端添加酶切位点，具体见表2.3。将合成的片段与pFL61载体相连，由上海闪晶公司提供质粒及大肠杆菌菌液。使用含有Amp抗性的LB平板，活化上海闪晶公司提供的含有目的基因的大肠杆菌菌液，摇菌后使用大肠杆菌质粒小提试剂盒进行质粒的提取，保存质粒待用。质粒提取的具体步骤按照天根质粒小提试剂盒说明书。图2.1pFL61酵母表达载体图谱Fig2.1MapofYeastTransformationVectorpFL61
内蒙古大学硕士学位论文31图3.1不同Ca2+、Mg2+浓度处理条件下苋菜的生长表型。将苋菜种子播种在不同Ca2+、Mg2+浓度培养基上，春化3d后光照培养7d。A,不同Ca2+、Mg2+浓度梯度下的苋菜幼苗的鲜重统计分析，n=20，FW表示鲜重。B,不同Ca2+、Mg2+浓度梯度下的苋菜幼苗的根长统计分析，n=20。C,不同Ca2+、Mg2+浓度梯度下的苋菜幼苗的下胚轴长度统计分析，n=20。D,不同Ca2+、Mg2+浓度梯度下的苋菜幼苗根毛的生长情况。a、b、c表示不同处理数据间具有显著性差异，p<0.05。Figure3.1GrowthphenotypesofamaranthunderdifferentCa2+andMg2+treatment.AmaranthseedswereseededondifferentCa2+andMg2+concentrationmedia,andincubatedfor7daysaftervernizationfor3days.A,StatisticalanalysisoffreshweightofamaranthseedlingsunderdifferentCa2+andMg2+treatment,n=20,FWrepresentsfreshweight.B.StatisticalanalysisofrootlengthofamaranthseedlingsunderdifferentCa2+andMg2+treatment,n=20.C.StatisticalanalysisofhypocotyllengthofamaranthseedlingsunderdifferentCa2+andMg2+treatment,n=20.D.RoothairgrowthofamaranthseedlingsunderdifferentCa2+andMg2+treatment.a,b,andcindicatethattherearesignificantdifferencesamongdifferentprocessingdata,p<0.05.3.1.2高Fe2+显著抑制苋菜幼苗的生长发育Zn2+、Fe2+、Mn2+作为植物体生长发育所必需的微量元素，在植物体中同样发挥着重要功能。在研究Zn2+、Fe2+、Mn2+对苋菜生长发育的作用时，我们分别使用0.01×、1×及10×三种不同Zn2+、Fe2+、Mn2+浓度的培养基去培养苋菜。三种不同的浓度对于苋菜属于三种不同的处理，从低到高分别是低浓度、CK、高浓度处理。首?
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤pH对蓝莓生理特性的影响[J]. 袁月,代志国,张丙秀,王天鹤,张昭,姜婷. 西北植物学报. 2019(08)
[2]苋菜中甜菜红素代谢相关基因AmMYB2的表达与功能分析[J]. 彭丽云,王云,孙雪丽,王晓,赵春丽,王丛巧,项蕾蕾,陈家兰,赖钟雄,刘生财. 园艺学报. 2019(03)
[3]镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展[J]. 杨红霞,陈俊良,刘崴. 江苏农业科学. 2019(02)
[4]我国农耕土壤Cd污染与植物修复现状[J]. 葛芳芳,王学锋,付卫静,王林林,金彩霞,吕景花,曹治国,闫广轩,张鑫. 环境保护科学. 2017(05)
[5]土壤pH对植物生长发育影响的研究进展[J]. 唐琨,朱伟文,周文新,易镇邪,屠乃美. 作物研究. 2013(02)
[6]镉超富集苋菜品种（Amaranthus mangostanus L.）的筛选[J]. 范洪黎,周卫. 中国农业科学. 2009(04)
[7]AtMGT7:An Arabidopsis Gene Encoding a Low-Affinity Magnesium Transporter[J]. Dan-Dan Mao1,Lian-Fu Tian1,Le-Gong Li2,Jian Chen1,Pei-Yi Deng1,Dong-Ping Li1 and Sheng Luan1,3(1College of Life Science,Hunan Normal University,Changsha 410081,China; 2College of Life Sciences,Capital Normal University,Beijing 100037,China; 3Department of Plant and Microbial Biology,University of California,Berkeley,California 94720,USA). Journal of Integrative Plant Biology. 2008(12)
[8]模拟酸雨对污染土壤中Cd、Cu和Zn释放及其形态转化的影响[J]. 郭朝晖,黄昌勇,廖柏寒. 应用生态学报. 2003(09)
博士论文
[1]甜菜素植物—红苋菜中过氧化氢酶—酚氧化酶的鉴定[D]. 滕晓鹿.中国农业大学 2016
硕士论文
[1]盐渍环境下苋菜缺Ca/Fe/Zn对Cd吸收累积的影响及其与ZIP基因表达的关系[D]. 叶汉杰.暨南大学 2018
本文编号：3301020
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