学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

盐生植物盐角草、番杏Na～+/H～+逆向转运蛋白基因克隆及特性研究

作　者: 吕慧颖
导　师: 杨庆凯；李银心
学　校: 东北农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: SeNHX1 TtNHX1 Na~+/H~+逆向转运蛋白 耐盐性 盐角草(Saliconia europaea L.) 番杏(Tetragonia tetragonioides O.) 盐生植物
分类号: Q945
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
下　载: 270次
引　用: 9次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


盐胁迫主要由Na~+引起，过高的Na~+浓度引起的离子毒害、渗透胁迫和K~+／Na~+比率的不平衡使植物新陈代谢异常，从而对大多数器官造成伤害。Na~+／H~+逆向运输蛋白催化Na~+和H~+的跨膜逆向运输，是植物抵御盐分胁迫的一种主要方式，对植物的耐盐性起重要作用。对于植物Na~+／H~+逆向转运蛋白基因的克隆、表达、结构与功能的分析，有利于在分于水平上详细了解该基因，从而促进植物耐盐基因工程的进展。本研究基于此目的，开展了盐生植物盐角草(Salicornia europaea L.)、番杏(Tetragonia tetragonioides O.)Na~+／H~+逆向转运蛋白基因的分子克隆工作。 根据GenBank中Na~+／H~+逆向运输蛋白基因的同源序列区域设计简并引物，利用RT-PCR及RACE方法从盐生植物盐角草中克隆Na~+／H~+逆向运输蛋白基因的全长cDNA，将其命名为SeNHX1。该cDNA全长2668bp，包括1683bp的开放读码框(open reading frame,ORF)，491个碱基的5′非翻译区(non translated region,NTR)，443个碱基的3′非翻译区和51个碱基的多聚腺苷酸尾。此cDNA编码一个561个氨基酸的多肽，推测分子量为62.1KD。克隆的盐角草Na~+／H~+逆向运输蛋白的氨基酸序列与植物中已经报道的北滨藜、水稻、拟南芥、柑橘、小麦的Na~+／H~+逆向运输蛋白同源性很高，分别为88％，74％，77％，78％，63％。Southern blotting分析表明盐角草基因组有一个拷贝的SeNHX1。RT-PCR分析表明SeNHX1在盐角草对照植株的茎中有表达，经NaCl和ABA诱导后表达量增加，但是在根中诱导前后均没有表达。该基因已在GenBank注册，登录号为AY131235；并已申请专利，申请号为03105029.8。 利用RT-PCR及RACE方法成功地从番杏中克隆Na~+／H~+逆向转运蛋白基因的全长cDNA，将其命名为TtNHX1。该cDNA全长2199bp，包括1665bp的开放读码框(open reading frame,ORF)，91个碱基的5′非翻译区(non translaed region,NTR)，413个碱基的3，非翻译区和31个碱基的多聚腺苷酸尾。此cDNA编码一个552个氨基酸的多肽，推测分子量为59.5KD。TtNHX1的氨基酸序列与已克隆的北滨藜、水稻、拟南芥、柑橘、小麦Na~+／H~+逆向转运蛋白具有很高的同源性，分别为76％，61％，70％，65％，61％。Southern blotting分析表明TtNHX1在番杏基因组中有2到3个拷贝。Northern blotting分析表明TtNHX1在番杏的根、茎和叶中均有表达，而花中没有表达。TtNHX1已在GenBank注册，登录号为AF527625；并已申请专利，申请号为03109436.8。 盐角草(SeNHX1)和番杏(TtNHX1)的Na~+／H~+逆向转运蛋白基因，无论是在核苷酸水平还是在氨基酸水平都具有很高的同源性，分别为71％和85％。SeNHX1、TtNHX1具有12个跨膜区，且跨膜区是高度保守的。SeNHX1与TtNHY1的氨氯吡嗪嘧的结合位点一致为LFFIYLLPPI。从同源性与系统发育树可以得出结论，SeNHX1、TtNHX1是液泡型的Na~+／H~+逆向转运蛋白基因。SeNHX1、TtNHX1基因在盐处理下表达量增高，表明这两个基因均受盐胁迫诱导。

全文目录


摘要  10-11
Abstract  11-13
1 引言  13-43
  1.1 盐分过多对植物造成的伤害  14
  1.2 植物的耐盐机理  14-17
    1.2.1 形态适应在植物耐盐性中的重要作用  14-15
    1.2.2 渗透调节在植物耐盐性中的重要作用  15-16
    1.2.3 离子区隔化在植物耐盐性中的重要作用  16-17
  1.3 Na~+／H~+逆向转运蛋白研究进展  17-29
    1.3.1 Na~+／H~+逆向转运蛋白的发现、特征及其功能  17-20
    1.3.2 Na~+／H~+逆向转运蛋白与植物耐盐性的关系  20-23
    1.3.3 Na~+／H~+逆向转运蛋白的分子特征  23-28
    1.3.4 Na~+／H~+逆向转运蛋白与其它转运蛋白的关系  28-29
  1.4 基因克隆的研究  29-38
    1.4.1 序列克隆法  29-31
    1.4.2 功能克隆法(Functiortal cloning)  31-32
    1.4.3 定位克隆法(Positional cloning)  32-33
    1.4.4 表型克隆法(phenotype cloning)  33-34
    1.4.5 差异表达分析法  34-36
    1.4.6 转座子标记法(transposon tagging)  36
    1.4.7 应用DNA芯片技术筛选新基因  36-38
  1.5 本研究目的意义及技术路线  38-42
    1.5.1 本研究目的竟义  38-40
    1.5.2 研究内容  40
    1.5.3 预期目标  40-41
    1.5.4 技术路线  41-42
  1.6 存在的问题及展望  42-43
2 材料与方法  43-62
  2.1 实验材料  43-44
    2.1.1 本实验所涉及的菌株及质粒  43
    2.1.2 植物材料  43
    2.1.3 酶及试剂  43-44
  2.2 实验方法  44-62
    2.2.1 细菌的培养和菌种的保存  44
    2.2.2 大肠杆菌质粒的提取(碱裂解法)  44-45
    2.2.3 植物总DNA的提取方法(CTAB法)  45
    2.2.4 植物总RNA提取  45-47
    2.2.5 逆转录反应  47
    2.2.6 PCR反应  47-48
    2.2.7 DNA片段的快速纯化／回收(参照鼎国产品说明书)  48
    2.2.8 PCR产物的克隆  48-50
    2.2.9 cDNA末端的分离  50-51
    2.2.10 5′RACE步骤  51-54
    2.2.11 3′RACE步骤  54-56
    2.2.12 同位素标记探针的Southern杂交  56-59
    2.2.13 同位素标记探针的Northern杂交  59-61
    2.2.14 RT-PCR分析Na~+／H~+逆向转运蛋白基因的表达  61-62
3 结果与分析  62-90
  3.1 盐角草Na~+／H~+逆向转运蛋白基因克隆及特性  62-78
    3.1.1 盐角草Na~+／H~+逆向转运蛋白同源片断的获得  62-69
    3.1.2 盐角草Na~+／H~+逆向转运蛋白全长cDNA的克隆  69-72
    3.1.3 盐角草Na~+／H~+逆向转运蛋白和其它Na~+／H~+逆向转运蛋白氨基酸序列的比较  72-77
    3.1.4 盐角草Na~+／H~+逆向转运蛋白基因的Southern blotting分析  77
    3.1.5 盐角草Na~+／H~+逆向转运蛋白基因表达的RT-PCR分析  77-78
  3.2 番杏Na~+／H~+逆向转运蛋白基因克隆及特性分析  78-89
    3.2.1 番杏Na~+／H~+逆向转运蛋白同源片断的获得  78-82
    3.2.2 番杏Na~+／H~+逆向转运蛋白全长cDNA的克隆  82-84
    3.2.3 TtNHX1与其它Na~+／H~+逆向转运蛋白氨基酸序列比较  84-87
    3.2.4 番杏Na~+／H~+逆向转运蛋白基因的Southern blotting分析  87-88
    3.2.5 番杏Na~+／H~+逆向转运蛋白基因表达的Northern blotting分析  88
    3.2.6 番杏Na~+／H~+逆向转运蛋白基因表达的RT-PCR分析  88-89
  3.3 小结  89-90
    3.3.1 SeNHX1和TtNHX1基因的比较  89
    3.3.2 基因的类型  89
    3.3.3 基因的表达特性  89-90
4 讨论  90-95
  4.1 Na~+／H~+逆向转运蛋白基因与植物耐盐基因工程  90-91
  4.2 实验选材与方法设计  91-92
  4.3 Na~+／H~+逆向转运蛋白基因的特性  92-93
    4.3.1 基因的克隆  92
    4.3.2 基因的特性  92-93
  4.4 存在的问题及展望  93-95
5 结论  95-97
  5.1 盐角草、番杏Na~+／H~+逆向转运蛋白基因的克隆  95
  5.2 SeNHX1、TtNHX1基因的特性  95-97
    5.2.1 SeNHX1、TtNHX1具有高度保守性  95
    5.2.2 SeNHX1、TtNHX1是液泡型的Na~+／H~+逆向转运蛋白基因  95-96
    5.2.3 SeNHX1、TtNHX1基因拷贝数  96
    5.2.4 SeNHX1、TtNHX1基因表达特性  96-97
参考文献  97-109
致谢  109-110
在学期间已发表和待发表的论文及注册的基因  110

相似论文

  1. 超表达OsSsr1基因烟草的获得及其抗逆性分析,S572
  2. 天津滨海地区耐盐杨树新品种引种选育研究,S792.11
  3. 黄河三角洲盐生植物根际调控机制的研究,Q945
  4. 光合细菌配合UASB处理高盐度有机废水的研究,X703
  5. 小麦V-H~+-ATPase基因的克隆及耐盐性研究,S512.1
  6. 海马齿磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶基因的克隆及功能分析,Q943.2
  7. 盐生植物对黄河三角洲微生物多样性的影响,S154.3
  8. 盐角草高亲和K~+转运蛋白基因SeHAK1克隆与功能分析,Q943.2
  9. 土默川平原西部主要盐生植物种群空间格局特征及其与土壤盐分关系的研究,Q948
  10. 土默川南部主要盐生植物与土壤环境响应的研究,S156.4
  11. AM真菌对不同盐生植物抗盐性的影响,Q945.78
  12. 盐分（NaCl）胁迫下囊果碱蓬幼苗耐盐能力变化研究,S793.9
  13. 艾比湖湿地主要盐生植物水分利用效率研究,Q945
  14. 四种暖季型草坪草的耐盐性研究,S688.4
  15. 9个葡萄砧木和品种的抗寒性及耐盐性鉴定,S663.1
  16. 棉花CCCH型锌指蛋白GhZFP1的功能鉴定和拟南芥SRZFP亚家族成员功能初探,Q78
  17. 耐盐棉花品种筛选,S562
  18. SeNHX1转入洋桔梗的耐盐初步研究,S567.239
  19. 几个萱草属植物的耐盐性研究,S682.19
  20. 植物—GTY联合对含盐偶氮染料废水脱色的研究,X703
  21. 菊芋液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因的克隆及其转基因烟草的耐盐性研究,S632.9

中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物生理学
© 2012 www.xueweilunwen.com