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低温胁迫对三角褐指藻生长和生理生化影响及其LEA基因的克隆

作　者: 任晓咏
导　师: 侯和胜
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 三角褐指藻低温胁迫生理指标胚胎晚期丰富蛋白
分类号: Q943.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

三角褐指藻是一种重要的硅藻,它是目前人工养殖各种海洋动物的优良饵料之一,在全世界范围内均有广泛的分布。由于海洋经济产业的迅速发展,客观上需要三角褐指藻的人工养殖技术水平的不断提高,然而目前由于外部环境的变化以及人工养殖条件的限制,三角褐指藻的正常生长发育受到了严重的影响,在众多的环境因素当中,低温胁迫是影响三角褐指藻生长发育的重要因素之一。胚胎晚期丰富蛋白是植物体胚胎发育后期种子中大量积累的一类低分子量蛋白,在植物体受到低温、干旱和盐胁迫后造成脱水的营养组织中有所表达,它能够有效的增强植物抗寒、耐旱、抗盐的能力;参与植物体内渗透调节和水分运输;保护植物细胞结构;并能起到分子伴侣的作用。本研究在温度分别为3、6、9、20℃的条件下培养三角褐指藻,测定其细胞密度、生物量、叶绿素a含量、脯氨酸含量、丙二醛含量及可溶性糖含量等生理指标在3、6、9、12、15天的变化情况。结果表明:在不同的低温胁迫条件下,三角褐指藻的细胞密度和生物量均明显低于对照组,其细胞密度和生物量的变化趋势基本一致;叶绿素a含量处理前3天有所上升,没有明显低于对照组,处理6天后明显下降;脯氨酸含量、丙二醛含量、可溶性糖含量均有显著上升。通过RT-PCR技术从三角褐指藻克隆到一个Lea基因的序列片段,并利用3’RACE-PCR方法克隆到该基因的3’末端,包括其功能域部分。采用实时定量PCR技术分析了在不同低温条件下三角褐指藻该基因的表达水平,结果表明:该Lea基因在低温条件下迅速表达,温度越低,其表达量越高。以上研究结果为进一步揭示三角褐指藻抗低温的分子机制和培育抗低温三角褐指藻新品种提供了一定的理论依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-21
  1.1 硅藻概况  10-11
  1.2 三角褐指藻的价值及其培养应用  11-12
  1.3 低温胁迫对植物的影响  12-14
    1.3.1 低温胁迫影响植物活性氧代谢  12-13
    1.3.2 低温胁迫影响植物光合作用  13
    1.3.3 低温胁迫影响植物呼吸作用  13-14
    1.3.4 低温胁迫影响植物氮代谢  14
  1.4 植物抗逆性研究概况  14-17
    1.4.1 逆境蛋白  14-16
    1.4.2 渗透调节物质  16-17
  1.5 植物LEA 蛋白及其基因的研究进展  17-20
    1.5.1 LEA 蛋白的分布  17
    1.5.2 LEA 蛋白的主要结构  17
    1.5.3 LEA 蛋白的主要特点  17-18
    1.5.4 LEA 蛋白的分类  18
    1.5.5 LEA 蛋白的主要功能  18
    1.5.6 LEA 基因的表达调控  18-20
    1.5.7 LEA 蛋白及其基因在植物抗逆研究中的前景  20
  1.6 本研究的内容、目的及意义  20-21
2 低温胁迫对三角褐指藻生长和生理生化影响  21-30
  2.1 实验材料培养及处理  21-22
  2.2 实验方法  22-24
    2.2.1 藻细胞密度的测定  22
    2.2.2 生物量的测定  22
    2.2.3 叶绿素a 含量的测定  22-23
    2.2.4 脯氨酸含量的测定  23
    2.2.5 丙二醛含量的测定  23-24
    2.2.6 可溶性糖含量的测定  24
  2.3 实验结果及讨论  24-29
    2.3.1 低温胁迫对三角褐指藻细胞密度的影响  24-25
    2.3.2 低温胁迫对三角褐指藻生物量的影响  25
    2.3.3 低温胁迫对三角褐指藻叶绿素a 含量的影响  25-26
    2.3.4 低温胁迫对三角褐指藻脯氨酸含量的影响  26-27
    2.3.5 低温胁迫对三角褐指藻丙二醛含量的影响  27-28
    2.3.6 低温胁迫对三角褐指藻可溶性糖含量的影响  28-29
  2.4 本章小结  29-30
3 三角褐指藻 Lea 基因的克隆  30-52
  3.1 实验材料培养及处理  30
  3.2 实验方法  30-41
    3.2.1 三角褐指藻RNA 提取  30-31
    3.2.2 cDNA 合成  31
    3.2.3 三角褐指藻Lea 基因片段的PCR 扩增  31-32
    3.2.4 扩增产物的电泳纯化与回收  32-33
    3.2.5 回收片段的连接  33
    3.2.6 大肠杆菌感受态细胞的制备  33-35
    3.2.7 转化  35-36
    3.2.8 重组质粒的PCR 鉴定  36
    3.2.9 质粒提取  36-37
    3.2.10 三角褐指藻Lea 基因cDNA 的3’RACE-PCR 扩增及其克隆  37-40
    3.2.11 三角褐指藻Lea 基因在不同低温胁迫条件下的实时定量表达  40-41
  3.3 实验结果及讨论  41-50
    3.3.1 三角褐指藻Lea 基因序列片段的克隆及分析  41-44
    3.3.2 RACE-PCR 方法扩增Lea 基因cDNA 片段  44-47
    3.3.3 三角褐指藻Lea 基因在不同低温胁迫条件下的实时定量表达  47
    3.3.4 三角褐指藻Lea 基因相关生物信息学分析  47-50
  3.4 本章小结  50-52
4 结论  52-54
参考文献  54-59
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  59-60
致谢  60

低温胁迫对三角褐指藻生长和生理生化影响及其LEA基因的克隆

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