转PgTIP1基因提高大豆耐盐和耐旱能力的生理和分子机制研究
发布时间：2022-02-18 20:57
液泡膜水孔蛋白（tonoplast intrinsic proteins,TIPs）是一类位于植物液泡膜上,介导水分及其它小分子物质跨膜运输的重要功能蛋白。在不断的研究发现过程中,将其分为TIP1、TIP2、TIP3、TIP4、TIP5五个亚家族,参与植物生长发育的许多重要生理过程,如根系对水分和营养物质的吸收、细胞膨压、叶片蒸腾和光合作用等;其次TIPs在对多种非生物胁迫（如干旱、盐和氧化胁迫）的应答中执行重要功能。前期的研究表明,人参TIP基因pgTIP1通过其在非洲爪蟾卵母细胞和酵母中的异源表达显示出高水通道活性;在正常环境条件下转PgTIP1基因拟南芥植株生长得更好,并且其对盐或干旱胁迫的耐受性明显增强。然而,其在大豆这类农作物适应盐或干旱胁迫过程中的作用尚未见研究和报道。本文首先以栽培大豆Lee68品种为试验材料,在筛选南农8831原种和4076原株系转基因大豆T2代阳性株系的同时,以发根农杆菌K599介导,利用无选择标记植物表达载体pCAMBIA0390来研究转PgTIP1基因大豆发根试验的转化方法及效率,同时进行PgTIP1功能基因对大豆材料盐胁迫耐受性的初步验证。在开展...
【文章来源】：南京农业大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
中英文缩略语表
第一章 文献综述
1 盐和干旱胁迫下植物的生理生化变化
1.1 盐胁迫对植物的生理生化的影响
1.2 干旱胁迫对植物的生长和代谢的影响
2 植物对盐和干旱胁迫的耐受机制
2.1 植物对盐胁迫的耐受机制
2.2 植物对干旱胁迫的耐受机制
3 植物水孔蛋白研究进展
3.1 植物AQP的分类
3.2 AQP的结构特征
3.3 AQP在植物生长发育中的功能
3.4 植物AQP功能分析的研究方法
3.5 植物液泡膜水孔蛋白(TIPs)的研究进展
4 大豆转基因方法的归类
4.1 大豆遗传转化方法
4.2 转入大豆的外源基因类型
5 本研究的目的和意义
第二章 PgTIP1与大豆内源AQPs的亲缘关系及其转基因大豆阳性株系鉴定
1 PgTIP1与大豆内源AQPs系统进化树分析
2 无选择标记转PgTIP1大豆阳性株系巢式PCR鉴定
2.1 无选择标记转基因
2.2 巢式PCR
2.3 转PgTIP1大豆阳性株系鉴定
3 讨论与结论
第三章 基于发根技术研究PgTIP1基因过表达与大豆耐盐性的关系
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.2 大豆子叶发根和发根组合植株的培养与鉴定
1.3 盐胁迫对PgTIP1基因过表达大豆子叶发根和发根组合植株的效应
1.4 生理指标测定方法
2 实验结果
2.1 Lee68子叶发根的侵染培养及鉴定
2.2 盐胁迫对Lee68子叶发根生长形态的影响
2.3 盐胁迫对Lee68子叶发根最大根长、根鲜重和干重的影响
2.4 盐胁迫对Lee68子叶发根Na~+、K~+含量及Na~+/K~+的影响
2.5 Lee68发根组合植株的侵染培养及鉴定
2.6 盐胁迫对Lee68发根组合植株生长形态的影响
2.7 盐胁迫对Lee68发根组合植株最大根长和根鲜重的影响
2.8 盐胁迫对Lee68发根组合植株根和叶片REL的影响
2.9 盐胁迫对Lee68发根组合植株叶片RWC的影响
2.10 盐胁迫对Lee68发根组合植株根、茎和叶中Na~+、K~+含量及Na~+/K~+的影响
3 讨论与结论
第四章 栽培大豆南农8831及其转PgTIP1基因株系N和J11耐盐性分析
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 田间生长表型和农艺性状统计
1.3 材料培养及处理
1.4 生理指标测定
1.5 相关耐盐基因RT-PCR分析
2 结果与分析
2.1 转基因株系N和J11植株常规农艺性状比较
2.2 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗生长的影响
2.3 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根和叶片REL、叶片RWC及根系活力的影响
2.4 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗叶片叶绿体色素含量的影响
2.5 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根、茎和叶片中Na~+、K~+含量和Na~+/K~+及Cl~-含量的影响
2.6 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根和叶片H_2O_2含量和O_(2.)~-产生速率的影响
2.7 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根和叶片中SOD、POD和CAT活性及叶中APX活性的影响
2.8 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗叶片Pn、Gs、Ci和Tr的影响
2.9 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)的影响
2.10 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根和叶中内源水孔蛋白和相关耐盐基因表达模式的影响
3 讨论与结论
第五章 杂交后代4076及其转PgTIP1基因株系L19和L29耐盐、耐旱性分析
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 田间生长表型和农艺性状统计
1.3 材料培养及处理
1.4 盐胁迫生理指标测定
1.5 干旱胁迫生理指标测定
1.6 相关耐盐、干旱基因RT-PCR分析
2 结果与分析
2.1 转基因株系L19和L29植株常规农艺性状比较
2.2 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗生长的影响
2.3 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶REL、叶片RWC及根系活力的影响
2.4 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗叶片叶绿体色素含量的影响
2.5 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根、茎和叶片Na~+、K~+含量和N~+/K~+及Cl~-含量的影响
2.6 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶H_2O_2含量和O_(2.)~-产生速率的影响
2.7 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶中SOD、POD和CAT活性及叶中APX活性的影响
2.8 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗叶片Pn、Gs、Ci和Tr的影响
2.9 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)的影响
2.10 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗生长的影响
2.11 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶REL的影响
2.12 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗叶片RWC和离体叶片失水速率的影响
2.13 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶MDA含量的影响
2.14 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶ABA含量的影响
2.15 盐、干旱胁迫对4076(WT)及其转基因株系L19和L29幼苗根和叶相关耐逆基因表达模式的影响
3 讨论与结论
全文结论
创新性
存在的问题与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表文章
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]盐碱地可持续利用研究综述[J]. 王佳丽,黄贤金,钟太洋,陈志刚. 地理学报. 2011(05)
[2]植物抗旱耐盐基因的研究进展[J]. 陈丽萍,何道一. 基因组学与应用生物学. 2010(03)
[3]植物耐盐研究进展[J]. 景欣,张旸,李玉花. 生物技术通讯. 2010(02)
[4]不同方法从大豆不同组织中提取基因组DNA效果的比较[J]. 王振东,孙仓,王惠. 大豆科学. 2008(01)
[5]大豆加工利用研究进展[J]. 程莉君,石雪萍,姚惠源. 大豆科学. 2007(05)
[6]棉花GhAQP1基因克隆及其在胚珠发育中的特异表达[J]. 李登弟,黄耿青,谭新,王杰,王秀兰,许文亮,吴雅洁,汪虹,李学宝. 植物生理与分子生物学学报. 2006(05)
[7]Expression and functional analysis of the rice plasma-membrane intrinsic protein gene family[J]. Lei Guo~1 Zi Yi Wang~1 Hong Lin~1 Wei Er Cui~1 Jun Chen~1 Meihua Liu~1 Zhang Liang Chen~(1,2) Li Jia Qu~(1,2) Hongya Gu~(1,2)1 Peking-Yale Joint Research Center for Plant Molecular Genetics and AgroBiotechnology,National Laboratoryfor Protein Engineering and Plant Genetic Engineering,College of Life Sciences,Peking University,Beijing 100871,China;2 The National Plant Gene Research Center,Beijing 100101,China. Cell Research. 2006(03)
[8]栽培大豆和野生大豆耐盐性及离子效应的比较[J]. 於丙军,罗庆云,曹爱忠,刘友良. 植物资源与环境学报. 2001(01)
[9]大豆耐盐性研究进展[J]. 於丙军,刘友良. 大豆科学. 2000(02)
[10]外源DNA直接导入受体植物的研究进展[J]. 朱生伟,黄国存,孙敬三. 植物学通报. 2000(01)
硕士论文
[1]栽培和滩涂野大豆及其杂交后代耐盐性、农艺性状与籽粒品质研究[D]. 杜莉莉.南京农业大学 2009
本文编号：3631540
【文章来源】：南京农业大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
中英文缩略语表
第一章 文献综述
1 盐和干旱胁迫下植物的生理生化变化
1.1 盐胁迫对植物的生理生化的影响
1.2 干旱胁迫对植物的生长和代谢的影响
2 植物对盐和干旱胁迫的耐受机制
2.1 植物对盐胁迫的耐受机制
2.2 植物对干旱胁迫的耐受机制
3 植物水孔蛋白研究进展
3.1 植物AQP的分类
3.2 AQP的结构特征
3.3 AQP在植物生长发育中的功能
3.4 植物AQP功能分析的研究方法
3.5 植物液泡膜水孔蛋白(TIPs)的研究进展
4 大豆转基因方法的归类
4.1 大豆遗传转化方法
4.2 转入大豆的外源基因类型
5 本研究的目的和意义
第二章 PgTIP1与大豆内源AQPs的亲缘关系及其转基因大豆阳性株系鉴定
1 PgTIP1与大豆内源AQPs系统进化树分析
2 无选择标记转PgTIP1大豆阳性株系巢式PCR鉴定
2.1 无选择标记转基因
2.2 巢式PCR
2.3 转PgTIP1大豆阳性株系鉴定
3 讨论与结论
第三章 基于发根技术研究PgTIP1基因过表达与大豆耐盐性的关系
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.2 大豆子叶发根和发根组合植株的培养与鉴定
1.3 盐胁迫对PgTIP1基因过表达大豆子叶发根和发根组合植株的效应
1.4 生理指标测定方法
2 实验结果
2.1 Lee68子叶发根的侵染培养及鉴定
2.2 盐胁迫对Lee68子叶发根生长形态的影响
2.3 盐胁迫对Lee68子叶发根最大根长、根鲜重和干重的影响
2.4 盐胁迫对Lee68子叶发根Na~+、K~+含量及Na~+/K~+的影响
2.5 Lee68发根组合植株的侵染培养及鉴定
2.6 盐胁迫对Lee68发根组合植株生长形态的影响
2.7 盐胁迫对Lee68发根组合植株最大根长和根鲜重的影响
2.8 盐胁迫对Lee68发根组合植株根和叶片REL的影响
2.9 盐胁迫对Lee68发根组合植株叶片RWC的影响
2.10 盐胁迫对Lee68发根组合植株根、茎和叶中Na~+、K~+含量及Na~+/K~+的影响
3 讨论与结论
第四章 栽培大豆南农8831及其转PgTIP1基因株系N和J11耐盐性分析
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 田间生长表型和农艺性状统计
1.3 材料培养及处理
1.4 生理指标测定
1.5 相关耐盐基因RT-PCR分析
2 结果与分析
2.1 转基因株系N和J11植株常规农艺性状比较
2.2 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗生长的影响
2.3 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根和叶片REL、叶片RWC及根系活力的影响
2.4 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗叶片叶绿体色素含量的影响
2.5 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根、茎和叶片中Na~+、K~+含量和Na~+/K~+及Cl~-含量的影响
2.6 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根和叶片H_2O_2含量和O_(2.)~-产生速率的影响
2.7 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根和叶片中SOD、POD和CAT活性及叶中APX活性的影响
2.8 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗叶片Pn、Gs、Ci和Tr的影响
2.9 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)的影响
2.10 盐胁迫对转基因株系N和J11幼苗根和叶中内源水孔蛋白和相关耐盐基因表达模式的影响
3 讨论与结论
第五章 杂交后代4076及其转PgTIP1基因株系L19和L29耐盐、耐旱性分析
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 田间生长表型和农艺性状统计
1.3 材料培养及处理
1.4 盐胁迫生理指标测定
1.5 干旱胁迫生理指标测定
1.6 相关耐盐、干旱基因RT-PCR分析
2 结果与分析
2.1 转基因株系L19和L29植株常规农艺性状比较
2.2 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗生长的影响
2.3 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶REL、叶片RWC及根系活力的影响
2.4 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗叶片叶绿体色素含量的影响
2.5 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根、茎和叶片Na~+、K~+含量和N~+/K~+及Cl~-含量的影响
2.6 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶H_2O_2含量和O_(2.)~-产生速率的影响
2.7 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶中SOD、POD和CAT活性及叶中APX活性的影响
2.8 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗叶片Pn、Gs、Ci和Tr的影响
2.9 盐胁迫对转基因株系L19和L29幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)的影响
2.10 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗生长的影响
2.11 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶REL的影响
2.12 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗叶片RWC和离体叶片失水速率的影响
2.13 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶MDA含量的影响
2.14 干旱胁迫对转基因株系L19和L29幼苗根和叶ABA含量的影响
2.15 盐、干旱胁迫对4076(WT)及其转基因株系L19和L29幼苗根和叶相关耐逆基因表达模式的影响
3 讨论与结论
全文结论
创新性
存在的问题与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表文章
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]盐碱地可持续利用研究综述[J]. 王佳丽,黄贤金,钟太洋,陈志刚. 地理学报. 2011(05)
[2]植物抗旱耐盐基因的研究进展[J]. 陈丽萍,何道一. 基因组学与应用生物学. 2010(03)
[3]植物耐盐研究进展[J]. 景欣,张旸,李玉花. 生物技术通讯. 2010(02)
[4]不同方法从大豆不同组织中提取基因组DNA效果的比较[J]. 王振东,孙仓,王惠. 大豆科学. 2008(01)
[5]大豆加工利用研究进展[J]. 程莉君,石雪萍,姚惠源. 大豆科学. 2007(05)
[6]棉花GhAQP1基因克隆及其在胚珠发育中的特异表达[J]. 李登弟,黄耿青,谭新,王杰,王秀兰,许文亮,吴雅洁,汪虹,李学宝. 植物生理与分子生物学学报. 2006(05)
[7]Expression and functional analysis of the rice plasma-membrane intrinsic protein gene family[J]. Lei Guo~1 Zi Yi Wang~1 Hong Lin~1 Wei Er Cui~1 Jun Chen~1 Meihua Liu~1 Zhang Liang Chen~(1,2) Li Jia Qu~(1,2) Hongya Gu~(1,2)1 Peking-Yale Joint Research Center for Plant Molecular Genetics and AgroBiotechnology,National Laboratoryfor Protein Engineering and Plant Genetic Engineering,College of Life Sciences,Peking University,Beijing 100871,China;2 The National Plant Gene Research Center,Beijing 100101,China. Cell Research. 2006(03)
[8]栽培大豆和野生大豆耐盐性及离子效应的比较[J]. 於丙军,罗庆云,曹爱忠,刘友良. 植物资源与环境学报. 2001(01)
[9]大豆耐盐性研究进展[J]. 於丙军,刘友良. 大豆科学. 2000(02)
[10]外源DNA直接导入受体植物的研究进展[J]. 朱生伟,黄国存,孙敬三. 植物学通报. 2000(01)
硕士论文
[1]栽培和滩涂野大豆及其杂交后代耐盐性、农艺性状与籽粒品质研究[D]. 杜莉莉.南京农业大学 2009
本文编号：3631540
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