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《四川农业大学》 2010年
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重金属铅胁迫下玉米苗期根系miRNA的鉴定及相关miRNA的表达分析

陈洁  
【摘要】:工矿业的迅速发展,以及化肥、农药的大量施用,导致土壤耕作层中铅等重金属含量不断增加。这不仅会影响和限制农作物的生长发育,还会通过食物链危及人类和动物的健康。玉米在全世界范围内广泛种植,是重要的粮食作物,除籽实外,一些地区还将其茎叶作为牲畜的青贮饲料。同时,玉米生物学产量高,有潜力成为新的土壤修复植物。miRNA是一类具有20-24nt序列长度的非蛋白质编码的内源小分子RNA,它们在植物生长发育和逆境胁迫响应等过程中发挥着重要作用。因此,寻找与重金属胁迫响应相关的重要miRNA,初步揭示由miRNA介导的玉米铅转运及抗性机制显得十分迫切。 本研究在课题组前期研究的基础上,以筛选获得的高积累铅玉米自交系178和低积累铅玉米自交系9782为材料,通过基于Solexa原理的深度测序技术和生物信息学方法获得重金属Pb胁迫下玉米根系中表达的miRNA及其靶基因。结合实时荧光定量PCR(Real-time PCR)对与重金属胁迫相关的重要候选miRNA进行表达分析,并采用半定量RT-PCR对其靶基因进行验证,主要结果如下: 1.在根系中共检测到92个已知的miRNA和378个新的miRNA。92个已知的miRNA分别属于18个miRNA家族,它们在拟南芥、水稻和玉米等植物上均存在进化上的保守性。378个新的miRNA分别属于185个miRNA家族,其中20个miRNA家族在禾本科植物中存在不同程度的保守性。 2.本研究中新发现的6个miRNA (zma-root-miR5, zma-root-miR37, zma-root-miR68, zma-root-miR155, zma-root-miRl 64和zma-root-miRl 84)与目前已知的miRNA169,miRNA164和miRNA171家族在序列上具有相似性,且少于4个碱基的差异。因此推测这6个新的miRNA可能属于这些已知miRNA家族的新成员。 3.靶基因预测结果表明,92个已知miRNA的靶基因共靶向54个蛋白,进一步的功能预测发现,这些基因涉及了转录调控、物质能量代谢、电子传递、胁迫响应和信号转导等过程。 4.对于新发现的miRNA,共预测得到489个可能的靶基因,其中453个靶基因能够预测其功能,36个靶基因属于未知功能蛋白。这些靶基因大致可分为三类,第一类主要包括一些代谢相关基因,第二类为转录因子,第三大类群是转运蛋白。 5.在本研究中,新发现的miRNA还靶向一些阳离子转运子,如ABC转运子、低亲和力阳离子转运子和重金属转移P型ATP酶等。这些基因在植物细胞遭受重金属胁迫后的解毒过程中发挥着重要的作用,因此这些miRNA及其靶基因很可能参与Pb胁迫响应。 6.研究还发现了一些与逆境胁迫响应有关的蛋白,如锰超氧化物岐化酶、过氧化物酶前体、磷脂过氧化氢谷胱甘肽过氧化物酶等,这些蛋白能够清除由Pb胁迫产生的过多的活性氧(ROS)。 7.结合靶基因预测结果,选择了6个与重金属胁迫相关的miRNA进行荧光定量PCR分析。结果表明,178中,48h时的不同Pb胁迫浓度对6个miRNA表达的影响不明显,但在72h时,不同Pb胁迫浓度对178的影响较为明显,且大多有诱导表达的趋势。而在9782中,不同Pb胁迫浓度对48h时miRNA的表达影响较大,且低浓度胁迫对其影响更为明显。 8.对植物络合素合成酶、重金属P型转移ATP酶、ABC类转运蛋白和NAC1转录因子等6个候选miRNA的靶基因在178中的表达进行半定量RT-PCR分析。结果表明,6个靶基因在胁迫48h时的表达量明显高于72h时的相应处理,且受Pb浓度影响较小。胁迫72h时,随着Pb胁迫浓度的增加,其表达量均受到明显抑制。结合前面miRNA荧光定量PCR分析结果,表明以上6个候选miRNA对其靶基因的作用方式均为负调控。由此推测,Pb胁迫处理后这些miRNA介导下的靶基因抑制表达可能是导致178高富集Pb的重要原因。
【学位授予单位】:四川农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S513

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林伟;张燕;周娜娜;王刚;;铅污染对黄瓜幼苗脯氨酸及叶绿素含量的影响[J];安徽农学通报;2006年11期
2 王新;贾永锋;;环境激素Pb对水稻生长发育的影响及污染修复[J];安全与环境学报;2007年01期
3 黄瑞雪;铅性肾病动物模型的建立[J];动物医学进展;2004年01期
4 庞欣,王东红,彭安;铅胁迫对小麦幼苗抗氧化酶活性的影响[J];环境科学;2001年05期
5 刘亚华;铅对锌的影响及补锌对铅暴露的作用[J];国外医学.卫生学分册;2003年01期
6 金海丽;铅毒性的研究进展[J];广东微量元素科学;2004年10期
7 郑春霞,王文全,骆建敏,赵霞,张红,张小伟;重金属Pb~(2+)对玉米苗生长的影响[J];光谱学与光谱分析;2005年08期
8 顾继光,林秋奇,胡韧,诸葛玉平,周启星;矿区重金属在土壤-作物系统迁移行为的研究——以辽宁省青城子铅锌矿为例[J];农业环境科学学报;2005年04期
9 宋玉芳,许华夏,任丽萍,宋雪英,龚平;土壤重金属污染对蔬菜生长的抑制作用及其生态毒性[J];农业环境科学学报;2003年01期
10 康立娟,赵成爱,李呐;铅在砂壤水稻土/水稻体系中污染效应及累积规律的研究[J];吉林农业大学学报;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王蔚华;小麦金属元素吸收分配特性及胁迫生理效应研究[D];扬州大学;2004年
【共引文献】
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1 何爱兰,朱圣潮;高山茭白基地农业环境质量监测与评价[J];安徽农业科学;2005年01期
2 杨晖,赵鹂;植物中RNA介导的沉默及其应用[J];安徽农业科学;2005年01期
3 朱美英;罗运阔;卢志红;;对我国农业生态环境安全的认识与思考[J];安徽农业科学;2006年20期
4 杜兰芳;王立新;张艳;卢亚娟;王欢婧;;镧对镉胁迫下豌豆幼苗生长状况和生理特性的影响[J];安徽农业科学;2007年22期
5 骆耀平,康孟利,任明兴;铅污染对茶树生育及相关保护酶活性的影响[J];茶叶;2004年04期
6 蔡美芳,刘玉荣,党志;植物修复重金属污染土壤的研究进展[J];重庆环境科学;2003年11期
7 白嵩;;模拟水体镉污染对水稻幼苗某些酶类活性的影响[J];河北农业大学学报;2006年02期
8 周朝彬;胡庭兴;胥晓刚;刘金平;刘建;;铅胁迫对草木樨抗氧化系统的影响[J];草业科学;2006年03期
9 刘明美;李建农;沈益新;;Pb~(2+)污染对多花黑麦草种子萌发及幼苗生长的影响[J];草业科学;2007年01期
10 吴凤芝,赵凤艳;根系分泌物与连作障碍[J];东北农业大学学报;2003年01期
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1 牛福生;张锦瑞;律文智;;采煤塌陷区水体重金属污染分析及植物修复技术探讨——以唐山市南湖公园为代表的采煤塌陷区为例[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(下卷)[C];2006年
2 崔丽丽;赵云龙;徐晓倩;秦芬;;水体Cu~(2+)对无齿相手蟹体内Cu~(2+)分布和消化酶活性的影响[A];2008年上海市动物学会学术会议论文集(一)[C];2008年
3 梅紫青;海春旭;李录志;;紫阳茶叶的历史现状与未来——紫阳富硒茶综述[A];2006年全国生化与生物技术药物学术年会论文集[C];2006年
4 张兰芳;朱伟;梅新敏;;沉水植物伊乐藻生长的氮阈值[A];中国水利学会2007学术年会湖泊健康与水生态修复分会场论文集[C];2007年
5 孟赐福;曹志洪;姜培坤;周国模;徐秋芳;;第五章 酸雨与陆地生态系统[A];中国土壤科学的现状与展望[C];2005年
6 张虹鸥;吴旗韬;;广东省饮用水安全现状及对策[A];2007中国可持续发展论坛暨中国可持续发展学术年会论文集(3)[C];2007年
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1 王昌全;成都平原城市化土壤重(类)金属演变及其环境效应研究[D];西南农业大学;2005年
2 徐祥英;土壤—植物系统中镉磷交互作用研究[D];西南农业大学;2001年
3 潘建伟;大麦根尖和边缘细胞铝毒生物学特性及其机理研究[D];浙江大学;2002年
4 曹必好;结球甘蓝抗病基因克隆和分离的研究[D];西南农业大学;2002年
5 林琦;重金属污染土壤植物修复的根际机理[D];浙江大学;2002年
6 吴凤芝;外源酚酸对黄瓜自毒作用的生理生化机制研究[D];东北农业大学;2002年
7 李德明;白菜(Brassica chinensis L.)镉积累及生理的研究[D];浙江大学;2003年
8 朱俊华;马铃薯Y病毒衣壳蛋白基因片段长度和结构对RNA介导抗病性的影响[D];山东农业大学;2003年
9 孙新;镉诱导油菜氧化胁迫及硫在缓解镉毒害中的分子机理[D];南京农业大学;2003年
10 汪炳良;萝卜春化作用及其与DNA甲基化水平的关系[D];浙江大学;2004年
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1 蔡燕侠;醋酸铅染毒大鼠肾脏毒性作用研究[D];山西医科大学;2005年
2 温飞;白银区重金属污染下人体健康风险的初步评价[D];西北师范大学;2005年
3 高燕会;农杆菌介导的几丁质酶基因及双价抗虫基因对小麦和棉花遗传转化的研究[D];山西农业大学;2001年
4 厉红梅;多变量分析在海洋环境底栖动物生态监测数据处理中的研究与应用[D];厦门大学;2000年
5 黑亮;利用酵母菌处理高浓度味精废水的研究[D];西北农林科技大学;2002年
6 闫雷;化学镀镍废液处理方法的研究[D];东北农业大学;2002年
7 李海华;郑州市郊区土壤——植物(蔬菜)系统有害元素富集规律研究[D];河南农业大学;2001年
8 周红卫;重金属污染对水花生的毒害及6-BA对其缓解作用机制研究[D];南京师范大学;2003年
9 方程冉;甲磺隆对根际微生物生态的影响及其降解规律研究[D];浙江大学;2003年
10 余苹中;模拟酸雨和Zn、Cd对小白菜、四季豆生长及其生理生化特性的影响[D];湖南农业大学;2003年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 赵春江,康书江,王纪华,郭晓维,李鸿祥;植物内源激素与不同基因型小麦抗寒性关系的研究[J];华北农学报;2000年03期
2 陈龙,吴诗光,李淑梅,殷贵鸿,周琳,古红梅;低温胁迫下冬小麦拔节期生化反应及抗性分析[J];华北农学报;2001年04期
3 李志亮,王刚,吴忠义,黄丛林;脯氨酸与植物抗渗透胁迫基因工程改良研究进展[J];河北师范大学学报(自然科学版);2005年04期
4 王玉玲,康洁;低温胁迫对冬小麦苗期和拔节期生理生化特性的影响[J];河南农业科学;2004年05期
5 康书江,赵春江,郭晓维,王纪华;植物内源激素对小麦生长发育调控机理的研究 Ⅱ.冬小麦拔节前植物内源激素变化规律的初步研究[J];麦类作物学报;1999年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邱廷省,王俊峰,罗仙平;重金属污染土壤治理技术应用现状与展望[J];四川有色金属;2003年02期
2 李录久,许圣君,李光雄,张祥明,王允青,刘英,况晶;土壤重金属污染与修复技术研究进展[J];安徽农业科学;2004年01期
3 匡少平,徐仲,张书圣;玉米对土壤中重金属铅的吸收特性及污染防治[J];安全与环境学报;2002年01期
4 查燕,杨居荣,刘虹,何孟常,张平;污染稻麦籽实中镉和铅的分布及其存在形态[J];北京师范大学学报(自然科学版);2000年02期
5 胡斌,段昌群,刘醒华;云南寻定几种农作物籽粒中重金属的比较研究[J];重庆环境科学;1999年06期
6 檀建新,尹君,王文忠,贾荣革,史吉平;镉对小麦、玉米幼苗生长和生理生化反应的影响[J];河北农业大学学报;1994年S1期
7 韦朝阳,陈同斌;重金属污染植物修复技术的研究与应用现状[J];地球科学进展;2002年06期
8 黄瑞雪;铅性肾病动物模型的建立[J];动物医学进展;2004年01期
9 张金彪,陈玉森,黄维南,郑国华,胡又厘;Cd污染对草莓生长的影响[J];福建农业大学学报;2001年04期
10 李六林,杨佩芳,田彩芳;新红星苹果不同枝类叶片中叶绿素含量的变化[J];果树科学;1999年01期
【相似文献】
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1 伍林涛;阮颖;彭琦;张源;刘春林;;miRNA研究进展[J];作物研究;2006年05期
2 姜雪鸥;钟金城;;miRNA的研究进展及其展望[J];中国草食动物;2011年04期
3 张伟;金萍;侯林;马飞;;海鞘(Ciona intestinalis)新microRNA基因的识别及其靶标预测[J];安徽农业大学学报;2010年04期
4 潘玉欣;刘恒蔚;;花生miRNA与其靶基因的生物信息学预测[J];中国油料作物学报;2010年02期
5 相学军;陈艳秋;张新蕊;朱必才;;制备遗传工程小鼠的技术改进[J];生物技术通报;2006年06期
6 蒋越;高运臻;潘玉春;俞沛初;;固醇调节元件结合蛋白及其靶基因在脂肪代谢中的研究进展[J];猪业科学;2009年11期
7 张磊;晁江涛;崔萌萌;陈雅琼;宗鹏;孙玉合;;茄子microRNAs与其靶基因的生物信息学预测[J];遗传;2011年07期
8 杨文闯;刘芳萍;刘长军;;MDV-1编码miRNA的研究进展[J];畜牧兽医科技信息;2010年11期
9 黄琳;张锐;宿兵;;PLOD3基因3′调控区的人类特异突变改变miR-124a对PLOD3的调控[J];动物学研究;2008年04期
10 闫明;于学武;;微小RNA及其作用机制的研究进展[J];现代畜牧兽医;2011年06期
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1 成海兰;姜孝成;;miRNA与水稻种子活力的相关性研究[A];第二届全国种子科学与技术学术研讨会论文摘要集[C];2011年
2 付彦;吴徐行;杨德英;谢跃;古小彬;王淑贤;杨光友;;犬恶丝虫成虫miRNA的研究[A];中国畜牧兽医学会家畜寄生虫学分会第六次代表大会暨第十一次学术研讨会论文集[C];2011年
3 陈黎;李宁;;miRNA在猪卵母细胞成熟过程中作用[A];“基因、进化与生理功能多样性”海内外学术研讨会暨中国生理学会第七届比较生理学学术会议论文摘要[C];2009年
4 王星果;郁建锋;龚道清;顾志良;;鸡脂肪组织和骨骼肌miRNA的筛选和表达研究[A];第十二次全国畜禽遗传标记研讨会论文集[C];2010年
5 刘奔;王涛;郑红;李海欣;张丽娜;陈可欣;杨达;张微;;利用miRNA芯片研究胃癌发病相关的miRNA及下游信号通路分析[A];全国肿瘤流行病学和肿瘤病因学学术会议论文集[C];2011年
6 吴徐行;付彦;杨德英;谢跃;古小彬;王淑贤;杨光友;;多头带绦虫miRNA测序研究[A];中国畜牧兽医学会家畜寄生虫学分会第六次代表大会暨第十一次学术研讨会论文集[C];2011年
7 彭舒;曾富华;;植物microRNA的研究进展[A];广东省植物学会第十九期学术研讨会论文集[C];2010年
8 郭玲;何英杰;曹虹;丁振华;;miRNA在UVB致细胞损伤信号转导中的作用[A];第七届全国光生物学学术会议论文摘要集[C];2010年
9 李虹仪;习欠云;江青艳;张永亮;;猪垂体miRNA的表达分析与验证[A];全国动物生理生化第十一次学术交流会论文摘要汇编[C];2010年
10 杨宝峰;;微小核苷酸对重大心脏疾病的调控作用研究[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年
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1 记者 张晔;细胞中“宅男宅女”是传递“信号”大使[N];科技日报;2010年
2 实习生 蒋洪涛 王昊魁;miRNA—21:让肿瘤对它“上瘾”[N];科技日报;2010年
3 记者 许琦敏;“全球特工”高效调控生命活动[N];文汇报;2010年
4 张中桥;反义Cortactin基因能抑制肝癌细胞转移[N];中国医药报;2006年
5 一山;美研制出可逆性基因“开关”[N];中国医药报;2007年
6 耿挺;让害虫的解毒基因“失效”[N];上海科技报;2007年
7 本报特约撰稿人 陆志城;抗癌家族添新成员[N];医药经济报;2005年
8 香港麦迪信医学出版公司 供稿;雌激素受体β调节高血压[N];医药经济报;2002年
9 冯瑶;江苏省中医院一项课题入选国家863计划评审[N];中国中医药报;2006年
10 卢菁;治先天性眼疾,基因疗法奇矣[N];新华每日电讯;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张忱;大鼠癫痫持续状态后海马miRNA表达谱的研究[D];中南大学;2010年
2 李帅;miRNA-101和miRNA-122功能研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2010年
3 夏伟;临床肿瘤标本中差异miRNA的检测及mir-200b功能研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2010年
4 卢韶华;肺癌患者组织及血浆miRNA肿瘤标记物的发现及验证[D];复旦大学;2010年
5 阴祖军;胁迫诱导棉花microRNA的差异表达分析[D];山东农业大学;2011年
6 张文辉;胃远端腺癌miRNA表达谱及miR-204调控机制的初步研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2010年
7 何艳;肝细胞肝癌相关基因中miRNA结合靶点内多态的筛选及功能分析[D];苏州大学;2010年
8 刘伟;SAMP8小鼠海马异常表达miRNA的鉴定和初步功能研究[D];中国协和医科大学;2009年
9 李晓明;玉米授粉过程中microRNA的表达分析[D];山东农业大学;2011年
10 罗红春;胃癌miRNA表达谱及胃癌中显著下调的miR-9和miR-433的功能研究[D];重庆医科大学;2010年
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1 王歌;针对H1N1的miRNA靶基因预测算法研究[D];吉林大学;2010年
2 杨文征;马铃薯保守性miRNAs的预测与验证[D];浙江理工大学;2010年
3 尤昊;抑制miRNA-21的表达对胆管癌细胞增殖、凋亡、侵袭的影响及其靶基因的探讨[D];安徽医科大学;2011年
4 薄维平;木薯耐寒相关microRNA的差异表达分析[D];海南大学;2010年
5 黄宝春;内含子miRNA反馈调节其宿主基因表达和功能的研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2010年
6 何进鹏;X射线对胃癌miRNA表达谱的影响[D];兰州大学;2010年
7 赵百慧;油松胚珠游离核分裂期miRNA的克隆与初步鉴定[D];北京林业大学;2010年
8 张坤山;调控过氧化物酶体生物合成与增殖的miRNA分析与鉴定[D];南昌大学;2010年
9 黎媚媚;内含子27碱基miRNA对内皮一氧化氮合酶调控机制的研究[D];南华大学;2010年
10 郑培明;白纹伊蚊miRNA的测序、鉴定及表达谱的初步分析[D];南方医科大学;2010年
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