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《内蒙古大学》 2010年
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锦鸡儿属（Caragana Fabr.）三种植物实生苗干旱胁迫响应机制的比较研究

郝婧  
【摘要】： 本研究以锦鸡儿属植物小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、中间锦鸡儿(Caragana intermedia)和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)作为研究对象,以实生苗为试验材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫的方法,在幼苗生长20d、30d、40d和50d分别进行胁迫,通过测定胁迫后不同时间,植物相对含水量(Relative water content,RWC)、自然饱和亏(Natural water-saturated deficit,NWSD)、内源生长素(Indole acetic acid,IAA)、赤霉素(Gibberellic acid,GA3)和脱落酸(Abscisic acid,ABA)含量的变化,以及胁迫条件下保护酶系统超氧化物岐化酶(Cu/Zn-SOD)基因表达量的变化进行了比较研究,从生理基础和基因水平上阐述了三种植物的抗旱机理,从而为今后保护和利用锦鸡儿属三种植物资源提供理论依据。本研究得出以下结论： 1.锦鸡儿属三种植物实生苗叶片RWC随PEG-6000胁迫时间的延长而逐渐下降,NWSD呈现相反的变化趋势。其中叶片相对含水量降低的速度：柠条锦鸡儿中间锦鸡儿小叶锦鸡儿；而NWSD增加的速度：柠条锦鸡儿中间锦鸡儿小叶锦鸡儿。 2.三种锦鸡儿属植物内源激素含量测定结果显示,在胁迫条件下,三种植物IAA、ABA含量均增加,GA3含量均下降；不同时期实生苗ABA和IAA的含量均先上升,后下降；GA3含量则持续下降；柠条锦鸡儿在胁迫条件下ABA、IAA含量最高,变化最快,中间锦鸡儿次之,小叶锦鸡儿最低；柠条锦鸡儿GA3含量最低,小叶锦鸡儿最高。结果表明内源激素对植物抗逆性起重要调控作用。 3.三种锦鸡儿属植物的Cu/Zn-SOD基因表达量调查结果显示,在胁迫条件下,三种植物的Cu/Zn-SOD基因表达均上调,且柠条锦鸡儿中该基因表达量的变化较小叶锦鸡儿和中间锦鸡儿更为显著。研究结果证明Cu/Zn-SOD基因在锦鸡儿属植物抵御干旱胁迫中发挥重要作用；柠条锦鸡儿Cu/Zn-SOD基因表达量变化比其它两种锦鸡儿更显著,这可能是该种植物比其它两种植物抗旱性更强的内在原因之一。
【关键词】：锦鸡儿属植物 PEG模拟干旱胁迫 内源激素 Cu/Zn-SOD 基因表达
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S793
【目录】：
  • 摘要5-7
  • ABSTRACT7-13
  • Ⅰ引言13-23
  • 1.1 锦鸡儿属三种植物抗旱生理适应机制研究进展14-16
  • 1.1.1 植物形态与抗旱性14
  • 1.1.2 植物水分状况与抗旱性14-15
  • 1.1.3 渗透调节及保护酶系统与抗旱性15
  • 1.1.4 锦鸡儿属植物抗旱性比较15-16
  • 1.2 内源激素与植物抗旱性16-19
  • 1.2.1 脱落酸对植物抗性的影响16-17
  • 1.2.2 赤霉素对植物抗性的影响17-18
  • 1.2.3 生长素对植物抗性的影响18
  • 1.2.4 其他激素对植物抗性的影响18-19
  • 1.3 SOD研究进展19-22
  • 1.3.1 SOD的发现与分类19-20
  • 1.3.2 植物SOD的生理功能20
  • 1.3.3 植物SOD基因的组织特异性表达20-21
  • 1.3.4 SOD基因克隆与转基因方面的研究21-22
  • 1.4 本研究目的和意义22-23
  • Ⅱ 材料与方法23-35
  • 2.1 材料23-24
  • 2.1.1 种子采集23
  • 2.1.2 幼苗培养23
  • 2.1.3 PEG-6000干旱胁迫23-24
  • 2.2 测定指标与方法24-27
  • 2.2.1 叶片相对含水量(RWC)和自然饱和亏(NWSD)24
  • 2.2.2 叶片内源激素含量的测定24-27
  • 2.2.2.1 ELISA测定原理24-25
  • 2.2.2.2 ELISA测定仪器25
  • 2.2.2.3 ELISA测定试剂25
  • 2.2.2.4 ELISA测定步骤25-27
  • 2.2.2.5 ELISA结果计算27
  • 2.3 数据分析27-28
  • 2.4 SOD基因的克隆及表达28-35
  • 2.4.1 实验仪器和试剂28
  • 2.4.1.1 实验仪器28
  • 2.4.1.2 试剂28
  • 2.4.2 引物的设计28-29
  • 2.4.3 CTAB法提取RNA29
  • 2.4.4 RNA变性电泳29-30
  • 2.4.5 SOD基因部分中间片段的克隆30-35
  • 2.4.5.1 RT-PCR30-31
  • 2.4.5.2 PCR反应31
  • 2.4.5.3 PCR产物的回收31-32
  • 2.4.5.4 目的片段与pMD18-T载体连接32
  • 2.4.5.5 大肠杆菌感受态细胞的制备(TB法)32-33
  • 2.4.5.6 重组质粒的转化33
  • 2.4.5.7 阳性菌落的快速检测33-35
  • Ⅲ 结果与分析35-53
  • 3.1 PEG-6000胁迫下叶片相对含水量的变化35
  • 3.2 PEG-6000胁迫下叶片自然饱和亏(NWSD)的变化35-36
  • 3.3 PEG-6000胁迫对植物内源激素含量的影响36-44
  • 3.3.1 ABA含量的变化36-38
  • 3.3.2 IAA含量的变化38-40
  • 3.3.3 GA_3含量的变化40-42
  • 3.3.4 PEG-6000胁迫对内源激素比值的影响42-44
  • 3.3.4.1 IAA/ABA比值42-43
  • 3.3.4.2 GA_3/ABA比值43-44
  • 3.4 SOD基因的克隆及其表达44-53
  • 3.4.1 SOD基因片段的获取44-45
  • 3.4.2 RNA电泳结果45-46
  • 3.4.3 SOD基因片段的分离46-47
  • 3.4.4 PCR产物的回收、克隆鉴定47-48
  • 3.4.5 SOD基因序列比对48-51
  • 3.4.6 Cu/Zn-SOD基因表达分析51-53
  • Ⅳ 讨论53-57
  • 4.1 锦鸡儿属三种植物分布格局与抗旱性53
  • 4.2 叶片水分状况与抗旱性53
  • 4.3 ABA含量与植物抗旱性53-54
  • 4.4 IAA含量与抗旱性54-55
  • 4.5 GA_3含量与抗旱性55
  • 4.6 SOD基因与抗旱性55-57
  • Ⅴ 结论57-58
  • Ⅵ 参考文献58-65
  • 致谢65

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