鋅(Zn)、鐵(Fe)及鈣(Ca)是維持植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所必需的元素,Zn和Fe是微量元素,Ca是大量元素。當(dāng)Zn、Fe和Ca含量過高或過低時(shí),都會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。因此越來越多的科研工作者關(guān)注植物體內(nèi)Zn、Fe、Ca等離子的穩(wěn)態(tài)調(diào)控機(jī)制。我們對(duì)擬南芥Zinc Nutrition Essentiall(ZNE1)基因缺失突變體進(jìn)行純合鑒定并獲得兩種純合突變體,分別命名為znel-l和zne1-2。對(duì)這兩種突變體進(jìn)行表型分析發(fā)現(xiàn),在高鋅(150 μM Zn~(2+))、低鐵(0.5μM Fe~(2+))、低鈣(0mM Ca~(2+))培養(yǎng)條件下,突變體葉片發(fā)黃、根短,長(zhǎng)勢(shì)顯著弱于野生型(Col-0),具有高鋅敏感、低鐵敏感和低鈣敏感表型;隨后將ZNE1基因互補(bǔ)zne1-1和zne1-2突變體后,突變體的表型恢復(fù)至野生型表型。為深入研究ZNE1基因是否影響植物對(duì)Zn、Fe、Ca等礦質(zhì)元素的吸收和積累,通過電感耦合等離子體光譜儀(Inductively Coupled Plasma,ICP)對(duì)植物中Zn、Fe、Ca的總含量進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果顯示,在用不同濃度的Zn~(2+)、Fe~(2+)、Ca~(2+)處理zne1與野生型Col-0植物的條件下,二者的Zn、Fe、Ca含量均無顯著差異,表明Z1NE1基因不參與植物體Zn、Fe、Ca等礦質(zhì)元素的吸收和積累,可能參與這些元素的分布。通過臺(tái)盼藍(lán)染色檢測(cè)受損或死亡細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)在高鋅條件下znel-1、zne1-2和Col-0相比,成熟葉片葉脈呈現(xiàn)較深藍(lán)色,山此推測(cè)可能維管束細(xì)胞周圍的細(xì)胞因積累較多的Zn~(2+)而受損。我們利用GUS組織化學(xué)染色法研究ZNE1基因的表達(dá)模式,結(jié)果顯示ZNE1在擬南芥的根和葉上均有表達(dá)。本研究發(fā)現(xiàn)ZNE1在擬南芥中系統(tǒng)性表達(dá)可能參與植物Zn~(2+)、Fe~(2+)、Ca~(2+)的穩(wěn)態(tài)調(diào)控�；赯NE1基因具有重要的生理功能,本研究為后續(xù)優(yōu)化農(nóng)作物Zn、Fe、Ca含量提供一定的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q943.2
文章目錄
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說明
一 引言
1.1 Zn~(2+)的生理功能
1.1.1 低鋅對(duì)植物和人類的危害
1.1.2 高鋅對(duì)植物和人類的的影響
1.1.3 Zn轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
1.2 Fe~(2+)的生理功能
1.2.1 低鐵環(huán)境對(duì)植物的影響
1.2.2 鐵對(duì)人類的影響
1.2.3 鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
1.3 Ca~(2+)對(duì)植物的生理作用
1.3.1 低鈣環(huán)境對(duì)植物的影響
1.3.2 高鈣環(huán)境對(duì)植物的影響
1.3.3 鈣在人體中的作用
1.3.4 鈣轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
1.4 選題依據(jù)及技術(shù)路線
1.4.1 選題依據(jù)
1.4.2 技術(shù)路線
二 材料與方法
2.1 材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 主要試劑與耗材
2.1.3 主要溶液與培養(yǎng)基的配制
2.1.4 GUS染色相關(guān)溶液
2.1.5 Trypan Blue染色液配方
2.1.6 抗生素的配置
2.2 方法
2.2.1 擬南芥的培養(yǎng)
2.2.2 DNA的快速提取
2.2.3 zne1突變體的純合鑒定
2.2.4 zne1突變體在不同Zn~(2+)濃度下的表型分析
2.2.5 zne1突變體在不同F(xiàn)e~(2+)濃度下的表型分析
2.2.6 zne1突變體在不同Ca~(2+)濃度下的表型分析
2.2.7 zne1互補(bǔ)材料的表型分析
2.2.8 ICP測(cè)定總Zn、Fe、Ca含量
2.2.9 Trypan Blue染色
2.2.10 pORE R1-ZNE1 Promoter-GUS克隆
三 結(jié)果與分析
3.1 zne1純合植株的獲得
3.2 突變體zne1在高鋅、低鐵、低鈣上具有敏感表型
3.2.1 ZNE1基因缺失突變體在不同Zn~(2+)濃度下的表型分析
3.2.2 ZNE1基因缺失突變體在不同F(xiàn)e~(2+)濃度下的表型分析
3.2.3 ZNE1基因缺失突變體在不同Ca~(2+)濃度下的表型分析
3.3 zne1互補(bǔ)材料的表型分析
3.4 ZNE1不參與Zn、Fe、Ca元素的積累
3.5 高鋅條件下水培苗的細(xì)胞受損研究
3.6 ZNE1基因表達(dá)模式研究
3.6.1 ZNE1表達(dá)特異性研究
四 結(jié)論與討論
4.1 結(jié)論
4.2 討論
4.2.1 zne1表型分析
4.2.2 zne1與野生型的根和葉中Zn、Fe、Ca的含量分析
參考文獻(xiàn)
本學(xué)位論文得到如下科研項(xiàng)目的資助
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào)：
1375514
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