收藏本站
《兰州大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高山离子芥再生苗响应低温和干旱的生理机制研究

李玉华  
【摘要】:高山离子芥(Chorispora bungeana Fisch. C.A.Mey)是典型的高山冰缘植物,能在温度剧烈变化和零下低温下生长发育,开花结果,具有很强的抗冻性。研究发现该植物具有生理生化和分子水平上的抗冷冻调节机制,是研究植物适应冷冻环境分子机制的理想材料。我们从高山离子芥中克隆得到一种新的决定叶绿素生物合成,叶绿体发育的关键酶—原叶绿酸氧化还原酶(POR,EC:1.3.1.33)基因,命名为CbPORB。为了研究CbPORB在高山离子芥冷冻环境胁迫过程中是否具有抗冷冻性,使用半定量PCR技术和Western blot技术对CbPORB在不同器官和不同低温处理下的表达模式进行了研究。另外,我们还研究了油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)对高山离子芥CbPORB表达水平以及对干旱胁迫的抗性影响。结果如下: 1.使用快速扩增末端技术扩增得到完整的高山离子芥原叶绿酸氧化还原酶基因CbPORB,将cDNA序列提交到NCBI数据库(序列接受号为FJ390503)。CbPORB基因全长1444 bp,包含一个1209 bp的开放阅读框(ORF),编码402个氨基酸的蛋白。软件计算高山离子芥CbPORB蛋白的等电点为9.43,推测其分子量为43.37kDa。比对CbPORB和其它物种的POR发现和拟南芥AtPORB的同源性最高,因此命名高山离子芥POR蛋白为CbPORB(序列号为ACJ12925)。CbPORB蛋白与已知的AtPORB、PsPOR、CsPOR、HvPORB等蛋白高度同源。说明CbPORB属于POR基因家族。 2.氨基酸序列分析显示,CbPORB蛋白含有其他PORs所有的结构特征,如IRAQ四肽,构成转移肽酶切位点;Tyr-277和Lys-281对POR酶活性必需的氨基酸残基和四个高度保守的半胱氨酸(Cys)残基。a螺旋和无规则卷曲结构交错构成了二级结构的主要部分。CbPORB是细胞核编码,在细胞质中翻译形成分子量比较大的蛋白质前体,然后通过质体被膜进入质体,定位在质膜上。 3. CbPORB在叶、茎中表达,根中不表达,具有器官特异性,与其定位于质体被膜,在成熟叶绿体中主要分布于类囊体膜上行驶其功能的推测相吻合;CbPORB在离子芥叶片中不同胁迫处理下的表达情况,发现4℃冷胁迫3d的植株,检测到CbPORB基因的表达量为常温的80%;CbPORB基因在-4℃处理2d表达量仍较高,为对照水平的70%,到第3 d表达量迅速下降。说明CbPORB是一种受低温胁迫被抑制的功能基因,低温下叶绿素的下降与CbPORB基因和蛋白水平的下降是密切相关的。但是,CbPORB在冷冻胁迫下被抑制的程度和以前的研究结果有很大的不同,在冷胁迫下被抑制的程度很小,说明高山离子芥的POR基因具有抗冷冻的特性。另外,CbPORB基因还可以被PEG抑制,但在EBR处理后表达量升高。 4.用PAM-2100荧光仪对低温(4℃和-4℃)处理下高山离子芥再生苗的叶绿素荧光数据进行分析,发现-4℃使有活性的光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心减少,PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和光量子产量(FPSⅡ)大大降低。表明不仅PSⅡ本身受到-4℃冻胁迫的损害,电子传递活性受损,PSⅡ下游电子传递也受到影响。但是4℃冷处理对PSⅡ反应中心,PSⅡ的Fv/Fm和FPSⅡ和对照比没有明显的降低,说明冷胁迫对高山离子芥的PSⅡ没有显著的影响。4℃和-4℃低温处理下,高山离子芥叶绿素荧光的光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)都没有显著的变化,表明冷冻胁迫没有造成高山离子芥PSⅡ反应中心开放程度的显著降低和PSⅡ天线色素热耗散的增加。 5.BRs可作为外源信号分子诱导植物的逆境胁迫抗性。高山离子芥幼苗叶片喷施0.1μM EBR后进行干旱处理(PEG诱导),结果发现:干旱胁迫条件下,叶绿素含量,PSⅡ的Fv/Fm和FPSⅡ显著下降,但EBR减轻了这些参数的降低。另外,EBR预处理的幼苗在干旱胁迫下,其质膜透性,丙二醛(MDA)含量比单独干旱胁迫下明显降低,但EBR预处理的幼苗叶片中相对含水量(RWC)和抗氧化酶活性却比单独干旱胁迫下明显升高。这说明EBR可能通过调节抗氧化系统从而增强高山离子芥的抗旱能力。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q945.78

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨宁;强治全;陈霞;丁芳霞;王程亮;;高山离子芥磷脂酶Dα编码区基因序列克隆与表达载体构建[J];西北师范大学学报(自然科学版);2014年03期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 祭美菊,安黎哲,陈拓,刘艳红,冯虎元,刘光琇,程国栋;天山寒区冰缘植物珠芽蓼叶片抗冻蛋白的发现[J];冰川冻土;2001年04期
2 高媛;齐晓花;杨景华;张明方;;高等植物对低温胁迫的响应研究[J];北方园艺;2007年10期
3 王楠;康俊梅;杨青川;熊军波;金后聪;;植物低温胁迫蛋白质组学研究进展[J];草业科学;2008年12期
4 安黎哲,刘艳红,冯国宁,冯虎元,陈拓,程国栋;乌鲁木齐河源区高寒冰缘植被的生态特征研究[J];西北植物学报;2000年01期
5 段伟,李新国,孟庆伟,赵世杰;低温下的植物光抑制机理[J];西北植物学报;2003年06期
6 江福英,李延,翁伯琦;植物低温胁迫及其抗性生理[J];福建农业学报;2002年03期
7 刘强,张勇,陈受宜;干旱、高盐及低温诱导的植物蛋白激酶基因[J];科学通报;2000年06期
8 王桂芹,赵岩,段亚军;高山红景天解剖学研究[J];植物研究;2004年01期
9 周广泰;刘凤琴;韦梅芹;;青海高寒地区50种植物解剖特点的研究[J];青海师范大学学报(自然科学版);1990年03期
10 卢存福,简令成,匡廷云;低温诱导唐古特红景天细胞分泌抗冻蛋白[J];生物化学与生物物理进展;2000年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐伟红;郭卫华;徐飞;王仁卿;;三种枣树叶绿素荧光参数的日变化[J];山东农业科学;2007年02期
2 陈奕吟;陈玉珍;;低温锻炼对胡杨愈伤组织抗寒性、可溶性蛋白、脯氨酸含量及抗氧化酶活性的影响[J];山东农业科学;2007年03期
3 刘丽云;侯传本;王明友;郑延海;贺明荣;;外源钙离子对盐胁迫下小麦萌发的影响[J];山东农业科学;2007年05期
4 周梅;赵炎;盖树鹏;郑国生;;三种不同衰老类型牡丹叶片叶绿素荧光特性的比较[J];山东农业科学;2008年03期
5 马宗琪;邱念伟;;不同贮藏时间对菠菜新鲜度指标的影响[J];山东农业科学;2008年08期
6 赵逢涛;王宗文;王景会;申贵芳;韩宗福;李汝忠;;鲁棉研21号高产稳产生理特性研究[J];山东农业科学;2010年02期
7 闫清华;杨理;邵强;;抗冻蛋白及其在食品领域中的应用[J];山东农业科学;2010年11期
8 康晓飞;郭先锋;许世磊;宋春花;;夏季遮光对川赤芍光合特性的影响[J];山东农业科学;2011年03期
9 郭晓青;李超汉;李青竹;李霞;李衍素;于贤昌;;叶面喷施5-氨基乙酰丙酸对遮阴条件下番茄生长、光合特性和产量的影响[J];山东农业科学;2011年09期
10 赵传麟;王磊;刘瑞伟;;西葫芦光系统Ⅱ耐热性研究[J];山东农业科学;2011年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周书栋;杨博智;戴雄泽;张竹青;陈文超;李雪峰;马艳青;;壳聚糖对低温胁迫下辣椒幼苗抗寒性的影响[A];园艺学文集5[C];2010年
2 邢震;姚霞珍;张启翔;刘灏;旦巴桑布;;白柳光合特性研究初报[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
3 袁慧红;陈菁珏;吴昀;郑日如;常乐;夏宜平;;五种野生宿根花卉的耐阴性研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
4 段世萍;臧新洲;祝新建;杜尧东;;植物受低温危害的生理生态机制[A];经济策论(下)[C];2011年
5 姚雄;任万军;杨文钰;黄端龙;尹丹;;烯效唑对秧苗抵御不同类型低温胁迫能力的影响[A];作物逆境生理研究进展——中国作物生理第十次学术研讨会文集[C];2007年
6 张永江;侯名语;李存东;;叶绿素荧光分析技术及在作物胁迫生理研究中的应用[A];作物逆境生理研究进展——中国作物生理第十次学术研讨会文集[C];2007年
7 杨锐;兰剑;谢应忠;刘根红;;生物固氮研究概况[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
8 朱祝军;刘慧英;史庆华;;低温胁迫对嫁接西瓜光合特性影响的研究[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
9 黄红星;刘厚诚;陈日远;;园艺植物低温弱光逆境生理研究进展[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
10 刘玉梅;于贤昌;;瓜类蔬菜光合特性研究进展[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王俊忠;施氮对高产夏玉米源库代谢特征的调控[D];甘肃农业大学;2010年
2 李瑛;延迟荧光信息处理技术在植物光合及逆境生理检测中的应用[D];大连海事大学;2010年
3 李笑一;拟南芥叶绿体LON4蛋白酶功能研究[D];兰州大学;2010年
4 高轩;小麦抗冻蛋白基因的分离与遗传转化研究[D];华中科技大学;2010年
5 张妙霞;野生香蕉(Musa spp., AB group)抗寒相关基因的克隆与表达分析[D];福建农林大学;2010年
6 王俊峰;氮、水和温度对羊草有性生殖及克隆生长的影响[D];东北师范大学;2010年
7 王爱芳;干旱胁迫下白皮松苗木电阻抗及生理指标的比较研究[D];河北农业大学;2010年
8 颜日明;聚球藻7942光自养本征生长动力学及其能量利用研究[D];华东理工大学;2011年
9 陈兵;基于多平台棉花黄萎病的遥感监测研究[D];石河子大学;2010年
10 吕建;小麦渐渗系山融3号MYB基因家族对非生物胁迫的响应及Tamyb31基因功能研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘红梅;农杆菌介导百子莲抗寒基因CBF1高效转化体系的建立[D];华中农业大学;2010年
2 彭英;水稻脯氨酸累积相关基因多样性及与苗期耐盐性关系[D];华中农业大学;2010年
3 张璜;水稻抗寒性分析评价及QTL初步定位[D];华中农业大学;2010年
4 黄聪;花生中DREB、bZIP类转录因子耐逆性研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
5 杨珍珍;桉树在合肥地区的引种栽培与抗寒性研究[D];安徽农业大学;2010年
6 冯玖玲;杜氏盐藻RbcS基因家族新成员的克隆及功能研究[D];郑州大学;2010年
7 王长宪;利用基因工程创造香樟抗寒树种新种质技术研究[D];山东农业大学;2009年
8 姚海兰;施钾时期对甘薯产量和品质形成的调控效应[D];山东农业大学;2010年
9 周继磊;胶东沙质海岸防护林树种抗风评价及选择[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6条
1 高媛;齐晓花;杨景华;张明方;;高等植物对低温胁迫的响应研究[J];北方园艺;2007年10期
2 王鸣刚;骆换涛;李志忠;吴亦亮;;AtPCS1基因表达载体构建与转化苜蓿的研究[J];草业科学;2011年02期
3 包永霞;李雪;满达;韩烈保;;转DREB1A基因多年生黑麦草T_1代萌发期耐盐性研究[J];草业科学;2011年08期
4 王国泽,茅林春,潘炘;植物磷脂酶D对环境胁迫的响应和传导信号的功能[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2005年02期
5 张充,蒋继志,廖祥儒,彭亮,安秀娟,杨磊;植物中的磷脂酶D[J];植物生理学通讯;2005年05期
6 郑风荣,李德全;磷脂酶D(PLD)基因的结构、表达及其表达产物在信号转导中的作用[J];植物学通报;2002年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马文月;植物冷害和抗冷性的研究进展[J];安徽农业科学;2004年05期
2 邱国庆;中国天山高山多年冻土的形成条件[J];冰川冻土;1993年01期
3 金会军,邱国庆,赵林,王淑娟,曾仲巩;东天山中段乌鲁木齐河上游冻土热状况研究[J];冰川冻土;1993年01期
4 康尔泗,刘潮海,王纯足,韩添丁,张万昌;乌鲁木齐河源冰川物质平衡季节变化和总消融海拔分布[J];冰川冻土;1994年02期
5 黄茂桓,周韬,井晓平,王文悌;乌鲁木齐河源1号冰川2号冰洞的冰川学研究[J];冰川冻土;1994年04期
6 叶佰生,李世杰,施雅风;从末次冰盛期冰川规模探讨当时的气候环境——以乌鲁木齐河源区末次冰盛期冰川为例[J];冰川冻土;1997年01期
7 金会军,刘宗香,曾根敏雄;天山乌鲁木齐河源冰达坂多年冻土温度监测[J];冰川冻土;1998年01期
8 郑彩霞,高荣孚;光系统I的异质性及其在类囊体膜上分布的研究进展[J];北京林业大学学报;1999年05期
9 尚湘莲;蔬菜低温胁迫与抗冷性研究进展[J];长江蔬菜;2002年S1期
10 熊曦,吴彦奇,李西;狗牙根抗寒性生理生化研究进展[J];草业科学;2001年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 阿依吐尔汗,谭敦炎,李志军,姚芳;高山离子芥营养器官的结构与环境的关系研究[J];新疆农业大学学报;1998年04期
2 杨同文;王红星;刘天学;李潮海;;高山离子芥CBF/DREB1转录因子基因的分离与表达(英文)[J];西北植物学报;2009年08期
3 张腾国;张艳;王娟;杨宁;安黎哲;;高山离子芥MAP激酶基因CbMAPK3的克隆[J];植物生理学通讯;2010年04期
4 韩艳;李争艳;岳修乐;安黎哲;徐世健;;高山离子芥铁转运蛋白基因编码序列的克隆及其抗逆性表达的实时定量分析[J];中国生物化学与分子生物学报;2008年06期
5 李争艳;韩艳;张新芳;安黎哲;徐世健;;低温条件下高山离子芥SA的产生及NO对SA质量分数的影响[J];兰州大学学报(自然科学版);2008年06期
6 张腾国;夏小慧;刘玉冰;杨宁;贾凌云;王娟;安黎哲;;高山离子芥CbMAPK3基因功能分析[J];植物生理学通讯;2010年08期
7 张腾国;刘玉冰;孙坤;杨宁;安黎哲;;高山离子芥CbMAPK3基因克隆与原核表达[J];植物研究;2009年06期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张腾国;高山离子芥MAP激酶基因CbMAPK3的克隆及功能分析[D];兰州大学;2006年
2 常建锋;高山离子芥线粒体交替途径介导的抗寒特征研究[D];兰州大学;2007年
3 张华;高山离子芥BADH基因和LEA基因的克隆、表达及功能分析[D];兰州大学;2007年
4 狄翠霞;病原菌胁迫下多聚半乳糖醛酸酶基因功能以及信号调节机理研究[D];兰州大学;2008年
5 张丽静;高山离子芥铁蛋白基因CbFer的克隆、表达及其抗氧化功能分析[D];兰州大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 黄煜茹;高山离子芥冷驯化相关的抗冻机理研究[D];兰州大学;2014年
2 杨映雪;高山冰缘植物高山离子芥AIR12基因功能的初步研究[D];兰州大学;2014年
3 丁臣臣;高山冰缘植物高山离子芥CbSAMS基因的克隆和功能研究[D];兰州大学;2014年
4 韩艳;高山离子芥铁转运蛋白基因编码序列的克隆及其抗氧化作用的分析[D];兰州大学;2008年
5 李文宣;高山离子芥NCED基因的表达和ABA积累对逆境条件的响应[D];兰州大学;2006年
6 李争艳;低温条件下高山离子芥(Chorispora bungeana fisch & C.A.Mey)SA产生与铁代谢特点及其与NO信号传递关系的研究[D];兰州大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026