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《西北农林科技大学》 2003年
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小麦耐旱、耐盐相关基因的克隆、分析与功能研究

俞嘉宁  
【摘要】: 逆境胁迫,干旱、高盐、低温等是影响植物生长发育的主要环境因素,严重影响农作物的产量,目前解决这以问题的方法之一是培育出优良的耐逆作物。应用分子生物学、分子遗传学等方法研究作物抗逆机制,寻找耐逆基因,并通过基因工程培育耐逆作物品种已成为现代农业研究的重要内容。本研究在总结当前植物对逆境胁迫应答的生理、生化及分子生物学研究进展的基础上,以农作物小麦作为主要实验材料,开展了植物耐逆分子机制和相关基因工程研究,得到了如下结果: 1.从小麦中克隆到三个新的第3组Lea蛋白基因,TaLEA1,TaLEA2,TaLEA3。TaLEA主要定位于细胞质,通过与其他蛋白结合可能也可出现在细胞膜上。干旱胁迫下小麦品种抗旱性的高低与该基因的表达量呈正相关。高盐、低温和外源激素ABA也可诱导该基因的表达,一般根中表达量高于叶中,且在不同胁迫下该基因表达模式存在差异。利用酵母过表达TaLEA2、TaLEA3,能有效提高转基因酵母在离子胁迫、渗透胁迫下的生长状态或存活率,但TaLEA2可能更侧重于渗透胁迫下起作用,而TaLEA3可能在离子束缚方面占优势。通过构建全长及部分植物表达载体pBI121-TaLEA1及pBI121-TaLEA1-1,对拟南芥进行了农杆菌介导的真空渗透法转化,获得了T0代转基因种子。相关的验证及耐逆性实验正在进行。 2.利用筛选小麦盐胁迫cDNA文库及5′-RACE技术,从小麦cDNA文库中克隆到一个液泡膜Na~+/H~+反向运转蛋白基因,命名为TaNHX2。该基因受盐胁迫诱导大量表达,但在抗性品种HD和敏感性品种LD中的表达模式不同。同时TaNHX2也可受外源激素ABA、PEG、4℃冷胁迫诱导表达,表达模式显示可能有不同的信号传导途径影响该基因的转录。TaNHX2在酵母突变体(nhx1)表达后,能有效恢复酵母突变体在含潮霉素培养基上的生长受抑现象,在特定条件下能恢复酵母突变体在NaCl胁迫下的敏感性。在酵母中过表达TaNHX2基因能有效改进酵母突变体在各种胁迫下的生长状况和存活率,表明TaNHX2有望作为一种新的基因资源用于改善作物耐逆性。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S512.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 邵宏波;梁宗锁;邵明安;;小麦抗旱生理生化和分子生物学研究进展与趋势[J];草业学报;2006年03期
2 俞嘉宁;原江锋;杨建雄;赵咏梅;王喆之;张志琪;;TaNHX_2基因植物表达载体的构建及在拟南芥中的功能分析[J];西北植物学报;2006年11期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 姜英淑;欧李抗逆性研究和不同资源农艺性状与分子标记遗传变异[D];东北林业大学;2009年
2 付行政;农杆菌介导的MdSPDS1、AhBADH、PtrICE1基因转化柑橘及转基因植株抗性机理研究[D];华中农业大学;2011年
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4 白志英;干旱胁迫下小麦形态与生理生化反应的染色体效应研究[D];河北农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛远超;甘蓝型油菜EMS诱变材料的耐湿性鉴定与筛选[D];西南大学;2011年
2 赵洁岚;转Gm/GhDREB基因小麦新品系抗旱性鉴定[D];西北农林科技大学;2011年
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7 白爽;转Lea基因小黑杨花粉植株抗旱、耐盐性分析[D];东北林业大学;2007年
8 李雪;青竹复叶槭抗旱抗盐特性的研究[D];河南农业大学;2008年
9 郭雪松;油菜种质资源耐旱性的鉴定[D];西南大学;2009年
10 张大伟;二色补血草LbGRP基因的克隆和抗逆性分析[D];东北林业大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 洪晓晓;于晓英;;园林地被植物抗旱机制研究进展[J];山东农业科学;2009年05期
4 杨剑超;袁芳;王新慧;史瑶瑶;隋娜;王宝山;;不同浓度NaCl胁迫下盐芥与拟南芥有机渗透调节物质与抗氧化酶系统的比较[J];山东农业科学;2009年12期
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6 王淑玲;周海燕;;耐热性不同的番茄品种荧光特性和抗氧化体系对高温胁迫的响应[J];山东农业科学;2011年03期
7 邵红雨;孔广超;齐军仓;任丽彤;王瑞清;曹连莆;;植物耐盐生理生化特性的研究进展[J];安徽农学通报;2006年09期
8 李妍;;液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白研究进展[J];安徽农学通报;2007年05期
9 肖前谷;郭建春;胡新文;段瑞军;符少萍;;植物胞内Na~+/H~+逆向转运蛋白研究进展[J];安徽农学通报;2008年08期
10 张燕红;袁杰;王奉斌;;不同新疆水稻品种种子发芽耐盐性的比较[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐红霞;陈俊伟;;枇杷果实DHN基因克隆及其在低温胁迫下的表达分析[A];第五届全国枇杷学术研讨会论文(摘要)集[C];2011年
2 张立宾;郭新霞;徐化凌;常尚连;;耐盐蔬菜碱蓬的耐盐能力及其对滨海盐渍土的改良效果[A];山东园艺学会第七次会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];2011年
3 刘洪波;李跃进;芦永兴;任有志;李正元;;托克托县毡匠营村几种盐生植物与土壤环境响应的研究[A];第五次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2009年
4 揭雨成;;红麻耐盐体细胞变异体的诱导与植株再生研究[A];中国作物学会2007年学术年会论文集[C];2007年
5 蔺琰东;秦舒浩;王丽;刘玉汇;余斌;张俊莲;王蒂;;外源邻苯二甲酸二甲酯和苯甲酸对马铃薯组培苗生长的化感效应[A];马铃薯产业与科技扶贫(2011)[C];2011年
6 何玮;范彦;徐远东;;红三叶苗期抗旱性初探[A];中国草学会饲料生产专业委员会第十六次学术研讨会论文集[C];2011年
7 侯蕊;曹帮华;赵建诚;庞丙亮;;盐碱胁迫对罗布麻干生长的影响及生理响应[A];第十三届中国科协年会第16分会场-沿海生态建设与城乡人居环境学术研讨会论文集[C];2011年
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9 谢深喜;熊兴耀;张秋民;;水分胁迫对爱宕梨幼苗光合生理特性的影响[A];全国第四届梨科研、生产与产业化学术研讨会论文集[C];2005年
10 赵志军;程福厚;高彦魁;梁伟玲;;土壤含水量与梨叶片水分利用效率的关系研究[A];全国第四届梨科研、生产与产业化学术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯福学;不同耕作措施对绿洲灌区冬小麦“根土系统”的影响[D];甘肃农业大学;2010年
2 种培芳;荒漠植物红砂、白刺和沙拐枣抗旱指标及抗旱性综合评价研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 贺春燕;施肥对枸杞产量和品质的影响及效应研究[D];甘肃农业大学;2009年
4 李笑一;拟南芥叶绿体LON4蛋白酶功能研究[D];兰州大学;2010年
5 田娜;农杆菌介导的猕猴桃遗传转化及AtNHX1转化植株抗盐性分析;拟南芥At4G12490基因对逆境的抗性功能研究[D];西北大学;2010年
6 盖玉红;盐生和中生植物对盐害的响应及其抗性结构机制研究[D];东北师范大学;2010年
7 李望丰;SsNHX1基因在紫花苜蓿中的表达及其耐盐性研究[D];东北师范大学;2010年
8 李瑞利;两种典型盐生植物耐盐机理及应用耐盐植物改良盐渍土研究[D];南开大学;2010年
9 童旭宏;抗草甘膦棉花突变体R1098的选育及其抗性机理研究[D];浙江大学;2011年
10 何影;引入甘氨酸甲基化合成甜菜碱途径提高黑麦草抗旱性研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于晓霞;三个扇子花品种对光照与土壤的适应性及对高温与干旱胁迫生理响应[D];华中农业大学;2010年
2 秦华伟;黄瓜再生体系的建立及耐热材料的筛选[D];华中农业大学;2010年
3 朱莹;分析耐盐基因与启动子功能的CRE/loxP重组激活系统的构建与检验[D];哈尔滨师范大学;2010年
4 林少航;外源甲基紫精对盐胁迫下黄瓜叶片抗氧化酶与DNA甲基化的影响[D];山东农业大学;2010年
5 苏琳;控释尿素施用方式对玉米氮素与水分利用、产量和品质的影响[D];山东农业大学;2010年
6 于丽萍;玉米种子胚特异性启动子emb5的功能分析[D];山东农业大学;2010年
7 李树芬;甜菜碱提高转基因番茄耐热性研究[D];山东农业大学;2010年
8 齐照良;小麦苗期抗旱性QTL分析和冰草BADH基因克隆[D];山东农业大学;2010年
9 吕廷良;白蜡等4个树种盐胁迫下生理生化反应的研究[D];山东农业大学;2010年
10 唐全;黄河三角洲刺槐白蜡混交林与纯林生长衰退差异性及成因[D];山东农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 洪法水,李燮和;自然干旱胁迫下小麦品种游离脯氨酸累积与抗旱性的关系[J];安徽农业科学;1991年04期
2 胡官庆,吴应元,宋周元,黄正勤;油菜湿害表现及生理机制与预防[J];安徽农业科学;2000年02期
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4 汪耀富,蔡寒玉;烟草抗旱生理生化研究进展[J];安徽农业科学;2005年03期
5 时明芝;周保松;;植物涝害和耐涝机理研究进展[J];安徽农业科学;2006年02期
6 赵江涛;李晓峰;李航;徐睿忞;;可溶性糖在高等植物代谢调节中的生理作用[J];安徽农业科学;2006年24期
7 曾柏全;邓子牛;熊兴耀;;柑橘产业中病害问题及解决途径[J];安徽农业科学;2008年13期
8 齐宏飞;阳小成;;植物抗逆性研究概述[J];安徽农业科学;2008年32期
9 黄升谋;;干旱对植物的伤害及植物的抗旱机制[J];安徽农业科学;2009年22期
10 杨子光;张灿军;冀天会;郭军伟;;小麦品种抗旱性形态指标比较研究[J];安徽农业科学;2010年09期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陶晶;东北主要杨树抗盐机理及抗性品种选育的研究[D];东北林业大学;2002年
2 毛爱军;拟南芥AST基因的精细作图[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2002年
3 马秀灵;盐地碱蓬SsNHX1基因的克隆及转基因拟南芥的培育[D];山东师范大学;2003年
4 周兴元;几种暖季型草坪草耐盐及耐荫性研究[D];南京林业大学;2004年
5 兰英;大豆LEA基因的克隆及其抗旱、耐盐功能的研究[D];东北师范大学;2004年
6 徐兆师;小麦抗逆相关DREB/ERF转录因子基因的克隆与鉴定[D];中国农业科学院;2005年
7 王玉成;柽柳抗逆分子机理研究与相关基因的克隆[D];东北林业大学;2005年
8 黄家权;抗寒基因的克隆及根癌农杆菌介导的ICE1基因转化柑橘的研究[D];华中农业大学;2005年
9 曹帮华;刺槐抗旱抗盐特性研究[D];北京林业大学;2005年
10 闵东红;小麦抗逆相关的ERF转录因子基因及功能基因的克隆与表达特性研究[D];西北农林科技大学;2006年
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1 南炳东;转TaEBP基因小麦株系抗旱性鉴定与评价[D];西北农林科技大学;2011年
2 任万杰;一个66.2kDa的小麦水分胁迫应答蛋白及其基因定位的研究[D];西北农林科技大学;2011年
3 赵洁岚;转Gm/GhDREB基因小麦新品系抗旱性鉴定[D];西北农林科技大学;2011年
4 王娜;冬小麦旱胁迫条件下叶片抗旱蛋白组的研究[D];西北农林科技大学;2011年
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6 张兰;苹果砧木组培苗耐盐诱变及筛选技术研究[D];河北农业大学;2002年
7 罗琼;小麦白粉菌群体多样性RAPD分析及无毒性遗传分析[D];中国农业科学院;2002年
8 解秀娟;引发对紫花苜蓿种子盐逆境下发芽及幼苗生理生化变化的影响[D];浙江大学;2003年
9 贾利强;金沙江干热河谷造林树种抗旱特性的研究[D];北京林业大学;2003年
10 王荣华;沙生植物——冰草抗逆生理研究[D];南京林业大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曲涛;南志标;;作物和牧草对干旱胁迫的响应及机理研究进展[J];草业学报;2008年02期
2 邰建辉;王彦荣;陈谷;;无芒隐子草种子萌发、出苗和幼苗生长对土壤水分的响应[J];草业学报;2008年03期
3 冉飞;包苏科;石丽娜;李以康;韩发;师生波;;干旱胁迫和复水对锡金微孔草抗氧化酶系统的影响(简报)[J];草业学报;2008年05期
4 王莹;崔为同;杨明峰;沈世华;;一种有效检测水稻叶鞘低丰度蛋白的方法[J];草业学报;2011年03期
5 原江锋;杨建雄;俞嘉宁;王丽娟;张志琪;;利用RNAi技术抑制拟南芥NHX1基因家族的表达[J];西北植物学报;2007年09期
6 赵鑫;张林生;;小麦脱水素基因wzy2表达量实时荧光定量PCR方法的建立和应用[J];西北植物学报;2011年05期
7 关周博;王士强;陈亮;唐娜;胡银岗;;模拟干旱胁迫下冬小麦胚芽鞘长度变化及与抗旱性的关系研究[J];干旱地区农业研究;2009年04期
8 杨希文;胡银岗;;谷子DREB转录因子基因的克隆及其在干旱胁迫下的表达模式分析[J];干旱地区农业研究;2011年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张吉宇;无芒隐子草(Cleistogenes songorica)种质抗旱评价、cDNA文库构建及相关基因克隆与鉴定[D];兰州大学;2008年
2 白志英;干旱胁迫下小麦形态与生理生化反应的染色体效应研究[D];河北农业大学;2007年
3 麦苗苗;连香树干旱胁迫过程中的生理变化与基因差异表达分析[D];四川农业大学;2009年
4 张宇;扁蓿豆抗寒相关基因的克隆与表达分析[D];内蒙古农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任立超;灰白蜡瓣花无性繁殖、耐旱性及园林应用研究[D];浙江农林大学;2010年
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3 谭洪泉;柑橘杂种胚组织培养挽救及分子标记早期鉴定技术研究[D];西南大学;2011年
4 万春阳;盐分对甘草酸和甘草苷积累的影响及其作用机制研究[D];北京中医药大学;2011年
5 潘秀秀;二月兰种子及幼苗抗旱性和耐盐碱性研究[D];东北林业大学;2011年
6 别晓敏;果聚糖合成酶基因在烟草和小麦中功能分析[D];中国农业科学院;2011年
7 戚艳磊;离子束介导转化的小麦变异系抗旱性研究[D];郑州大学;2011年
8 辛金霞;一年生黑麦草、高羊茅及杂交羊茅黑麦草抗旱性研究[D];甘肃农业大学;2010年
9 南炳东;转TaEBP基因小麦株系抗旱性鉴定与评价[D];西北农林科技大学;2011年
10 刘兰;土壤干旱胁迫下4种不同基因型小麦脱水素蛋白表达的研究[D];西北农林科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 刘伟宏,刘飞虎,D.Schachtman;植物根部细胞钾离子转运机制及其分子基础[J];江西农业大学学报;1999年04期
3 宋松泉,傅家瑞;荔枝种子脱水敏感性与膜脂过氧化的研究[J];科学通报;1992年05期
4 R.A.Richards;陈月琴;;受旱小麦叶面积的发育变化及其对水分利用、产量及收获指数的影响[J];麦类作物学报;1989年02期
5 王宝山;赵思齐;;干旱对小麦幼苗膜脂过氧化及保护酶的影响[J];山东师大学报(自然科学版);1987年01期
6 宋松泉,傅家瑞,陈润政;顽拗性种子的发育特性与脱水耐性[J];种子;1995年02期
7 宋松泉,傅家瑞;黄皮种子脱水敏感性与脂质过氧化作用[J];植物生理学报;1997年02期
8 何洁;刘鸿先;王以柔;郭俊彦;;低温与植物的光合作用[J];植物生理学通讯;1986年02期
9 谢少平;;高等植物钾离子吸收的调节[J];植物生理学通讯;1989年04期
10 郭连旺,沈允钢;高等植物光合机构避免强光破坏的保护机制[J];植物生理学通讯;1996年01期
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