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ABA和H2O2对干旱高温复合胁迫诱导的玉米sHSPs和抗氧化防护酶的作用
作 者: 杨海荣
导 师: 胡秀丽
学 校: 河南农业大学
专 业: 植物学
关键词: 玉米 sHSPs 抗氧化防护 干旱高温复合胁迫
分类号: S513
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
为确定脱落酸(ABA)和H2O2在干旱高温复合胁迫诱导的玉米(Zea mays L.)叶片和根系小热休克蛋白(sHSPs)和抗氧化防护中的作用,本研究以玉米郑单958及ABA缺失突变体vp5为实验材料,首先通过引物设计和RT-PCR分析筛选出干旱高温复合胁迫诱导产生的sHSPs基因,其次采用ABA抑制剂钨酸钠(T)和H2O2清除剂KI(I),通过RT-PCR分析ABA和H2O2对玉米叶片和根中sHSPs和抗氧化防护酶基因表达的影响,最后通过Western blot分析验证了sHSP26的表达。具体研究结果如下:1.从NCBI数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)GenBank中查找出玉米sHSPs已发表的全部基因序列,利用软件Dnaman对不同家族的sHSPs基因序列分别进行比对分析,并利用软件Oligo6.0分别在其保守区设计引物,最后通过RT-PCR筛选出诱导型sHSPs基因,本实验筛选出的诱导型sHSPs基因分别有:sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.4、sHSP17.5、sHSP22和sHSP26。另外还分别对四种抗氧化防护酶的基因设计了引物:过氧化氢酶1(catalase 1,CAT1)、抗坏血酸过氧化物酶(cytolic ascorbate peroxidase,cAPX)、谷胱甘肽还原酶1(glutathione reductase 1,GR1)和超氧化物歧化酶4(superoxide dismutase 4,SOD4)。2.ABA抑制剂钨酸钠和H2O2清除剂KI预处理结果表明:(1)六种sHSPs基因在玉米叶片中的表达分别都受到T不同程度的抑制,而根中只有sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.5和sHSP22表达稍微受到抑制,CAT1、cAPX、GR1和SOD4四种抗氧化防护酶基因表达在玉米叶片和根中均受到T明显抑制。(2)与未用100μM ABA预处理的vp5相比,100μM ABA预处理明显增强了四种抗氧化防护酶基因在突变体vp5叶片和根中的表达,但是仅稍微提高了六种sHSPs基因在叶片中的表达和sHSP17.2在根中的表达。(3)KI预处理明显抑制了四种酶基因在玉米叶片和根中的表达,但是稍微抑制了六种sHSPs基因在玉米叶片中的表达和sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.5、sHSP22和sHSP26五种基因在根中的表达。3. Western blot实验检测分析sHSP26的表达,结果显示,在玉米叶片中T和I均明显抑制了sHSP26的表达,而在根中,T对sHSP26的表达几乎没有影响而I仅稍微抑制了sHSP26的表达。这些研究结果为进一步研究植物抗逆机制及基因克隆奠定基础,并为揭示植物在多胁迫条件下耐逆机理提供重要的科学证据。
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全文目录
致谢 4-7摘要 7-81 文献综述 8-19 1.1 ABA 8-11 1.1.1 ABA 的生物合成 8 1.1.2 ABA 的生理功能 8-9 1.1.3 ABA 在植物适应逆境胁迫中的作用 9-11 1.1.3.1 ABA 对玉米幼苗的渗透调节作用 10 1.1.3.2 ABA 对玉米幼苗细胞氧化损伤的保护作用 10-11 1.1.3.3 ABA 与其他激素相互作用对玉米幼苗抗逆性的调节 11 1.2 ROS 11-14 1.2.1 ROS 对植物的伤害 11-12 1.2.2 H_2O_2 的产生 12 1.2.3 H_2O_2 增强植物抗逆性特征 12-13 1.2.4 H_2O_2 对植物逆境胁迫的信号转导作用 13-14 1.3 SHSP 14-17 1.3.1 HSPs 的发现 14 1.3.2 HSPs 的种类及定位 14 1.3.3 HSPs 的特点 14-15 1.3.4 植物中sHSPs 的特性 15 1.3.5 植物sHSPs 的结构 15-16 1.3.6 植物sHSPs 的分子伴侣功能 16-17 1.3.7 sHSPs 与植物的耐热性 17 1.3.8 sHSPs 与植物的耐旱性 17 1.4 SHSPS、ABA 和H_2O_2 在植物响应干旱、高温胁迫中的级联作用 17-192 引言 193 材料与方法 19-22 3.1 实验材料和胁迫处理 19-20 3.2 试剂 20 3.3 仪器 20 3.4 RNA 提取和RT-PCR 分析 20-21 3.5 sHSP26 蛋白表达检测 21-22 3.5.1 总蛋白提取及定量和SDS-PAGE 电泳 21 3.5.2 sHSP26 表达的检测 21-224 结果与分析 22-37 4.1 ABA 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米 sHSPs 基因表达的影响 22-27 4.2 ABA 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米抗氧化防护酶基因表达的影响 27-32 4.3 H_2O_2 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米SHSPS 基因表达影响 32-34 4.4 H_2O_2 对干旱高温复合胁迫诱导的抗氧化防护酶基因表达影响 34-36 4.5 ABA 和H_2O_2 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米SHSP26 蛋白表达的影响 36-375 结论与讨论 37-40参考文献 40-51英文摘要 51-52
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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 玉米(玉蜀黍)
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