学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

切花菊采后失水胁迫生理机理及水孔蛋白基因CmAQP克隆与功能初步分析

作　者: 王红宾
导　师: 陈素梅
学　校: 南京农业大学
专　业: 园林植物与观赏园艺
关键词: 切花菊采后失水胁迫瓶插寿命水孔蛋白耐盐性
分类号: S682.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 38次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

菊花[Chrysanthemum morifolium (Ramat.) Kitamura]是我国十大传统名花、世界四大切花之一。切花菊约占世界切花总量的30%,在花卉产业中占据重要的地位。切花菊在采后集货、批发、运输、零售等环节,都不可避免地经受到水分胁迫。水分胁迫则是采后损耗主要的胁迫因子。我国切花菊销售分为国内或出口到周边的日本韩国两种主要途径,采后离水贮运时间分为短期或中长期两种类型。植物体内水分的短距离胞间跨膜运输主要通过膜上的水通道蛋白——水孔蛋白进行。水分平衡参与多种胁迫响应过程并影响切花采后品质。切花菊采后短期和中长期失水胁迫生理机理对于切花菊采后措施具有重要理论指导意义,开展水孔蛋白编码基因的克隆与研究对于菊花采后和抗性分子育种具有积极意义。本研究对切花菊产业的健康发展具有积极的推动作用和深远的理论意义。本研究通过模拟采后短期和中长期失水贮运,对切花菊进行短期和中长期失水胁迫处理,检测切花菊叶片相对含水量与叶绿素含量变化、ROS与防御酶活性变化及细胞膜透性变化,阐述切花菊对不同失水胁迫时间的响应机制。同时,克隆了切花菊‘神马’质膜内在蛋白(PIPs)类水孔蛋白基因CmAQP,并转化拟南芥进行初步功能验证。主要研究结果如下：1.短期失水胁迫(48h)下叶片相对含水量稍有下降,叶绿素含量在失水胁迫后期稍有上升,失水胁迫导致叶片电导率、MDA、O2-和H202含量的持续上升,而SOD、POD、APX活性则呈现下降趋势；复水后叶绿素含量呈现先上升后下降的趋势,而叶片电导率、MDA、02-和H202则先降后升,叶片SOD、POD、APX活性随复水而快速上升,在瓶插后期POD、APX活性开始下降。短期失水胁迫下切花菊瓶插寿命相比对照缩短3.2天,而且花朵最大直径较对照小1.1cm。中长期失水胁迫(120h)下叶片含水量明显下降,叶片电导率、MDA、O2-和H202含量的急剧升高,而SOD、POD、APX活性则表现为下降趋势；复水后叶片含水量迅速升高,而叶片电导率、MDA、O2-和H202则缓慢下降,叶片SOD、POD、APX活性随复水而上升,在瓶插后期POD、APX活性开始下降。中长期失水胁迫下切花菊瓶插寿命相比对照缩短6.9天,而且花朵最大直径也明显小于对照,较对照小4.4cm。2.通过GenBank上登录的其它植物水孔蛋白基因AQPs的保守序列设计简并引物,利用RT-PCR和RACE技术克隆了切花菊水孔蛋白基因的cDNA全长序列,命名为CmAQP。序列分析显示,CmAQP全长1117bp,开放阅读框(ORF)为906bp,编码302个氨基酸。氨基酸序列比对发现,CmAQP与甜叶菊AQP、梅花AQP、含羞草PIP2;3和葡萄PIP2;4等的同源性较高,其与甜叶菊AQP同源性最高。系统进化树分析表明,CmAQP与拟南芥PIP2;6和PIP2;7的亲缘关系较近,其与甜叶菊AQP亲缘关系最近。3.构建了pCAMBIA-1301-CmAQP基因植物表达载体,采用农杆菌介导的花序侵染法将CmAQP基因转化拟南芥,经RT-PCR检测证实菊花pCAMBIA-1301-CmAQP已成功转入拟南芥。并对转基因株系进行耐逆性研究。发现CmAQP基因在转基因拟南芥植株中表达较野生型植株明显增强。非生物胁迫分析表明,CmAQP基因在CaMV35S启动子的启动下超量表达,大量合成CmAQP蛋白,从而提高拟南芥种子盐胁迫下的萌发率。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
引言  11-12
第一章文献综述  12-26
  1 切花采后衰老研究进展  12-16
    1.1 水分  12-13
    1.2 营养与激素  13-14
    1.3 ROS与细胞膜完整性  14-16
  2 菊花采后保鲜研究进展  16-17
    2.1 贮藏研究  16
    2.2 保鲜剂研究  16-17
  3 植物水通道蛋白研究进展  17-26
    3.1 植物水通道蛋白的发现和命名  17-18
    3.2 植物水通道蛋白的结构  18-20
      3.2.1 植物水通道蛋白的初级结构  18-19
      3.2.2 植物水通道蛋白的高级结构  19-20
    3.3 植物水通道蛋白的分类  20-21
    3.4 植物水通道蛋白的功能  21-26
      3.4.1 水分的长距离运输  21-22
      3.4.2 渗透调节作用  22
      3.4.3 参与栓塞的修复  22-23
      3.4.4 种子的萌发  23
      3.4.5 逆境胁迫  23-26
第二章采后失水胁迫对切花菊‘优香’采后品质及生理特性的影响  26-36
  摘要  26
  1 材料与方法  26-29
    1.1 植物材料  26-27
      1.1.1 实验处理  27
      1.1.2 取样点  27
    1.2 瓶插寿命和花径的测定  27
    1.3 叶片相对含水量和叶绿素含量的测定  27-28
    1.4 SOD、POD、APX酶活性的测定  28
    1.5 相对电导率、MDA、O_2~-和H_2O_2的测定  28-29
  2 结果与分析  29-33
    2.1 瓶插寿命、花径及叶片相对含水量和叶绿素含量的变化  29-30
    2.2 叶片相对电导率(REC)、MDA、O_2~-和H_2O_2变化  30-32
    2.3 SOD、POD、APX酶活性的变化  32-33
  3 讨论  33-36
第三章切花菊‘神马’水孔蛋白编码基因CmAQP的克隆与序列分析  36-50
  摘要  36
  1 材料与方法  36-45
    1.1 植物材料  36
    1.2 试剂  36-37
    1.3 试验方法  37-45
      1.3.1 植物总RNA的提取(TaKaRa RNAiso Reageng)  37
      1.3.2 1st-Strand cDNA合成  37-38
      1.3.3 简并引物的设计  38-39
      1.3.4 PCR扩增及电泳  39
      1.3.5 目的片段的纯化回收  39-40
      1.3.6 目的片段的连接转化  40
      1.3.7 重组产物的筛选与测序  40-41
      1.3.8 3’RACE反应  41-42
      1.3.9 5’RACE反应  42-44
      1.3.10 cDNA全长序列的扩增  44-45
      1.3.11 基因序列分析  45
  2 结果与分析  45-49
    2.1 RNA提取质量  45-46
    2.2 CmAQP基因的序列特征  46-49
      2.2.1 CmAQP基因中间保守片段的获得  46
      2.2.2 CmAQP基因3’RACE结果  46
      2.2.3 CmAQP基因5’RACE结果  46-47
      2.2.4 CmAQP基因cDNA全长的获得  47
      2.2.5 CmAQP基因氨基酸序列同源性比较  47-48
      2.2.6 CmAQP基因氨基酸序列系统进化树构建  48-49
  3 讨论  49-50
第四章菊花CmAQP基因植物表达载体构建与拟南芥遗传转化  50-62
  摘要  50
  1 材料与方法  50-55
    1.1 植物材料  50
    1.2 试剂  50-51
    1.3 实验方法  51-55
      1.3.1 CmAQP基因正义表达载体的构建  51-53
      1.3.2 农杆菌感受态的制备  53
      1.3.3 冻融法转化农杆菌  53-54
      1.3.4 拟南芥转化及种子筛选  54-55
      1.3.5 转基因拟南芥植株的抗性分析  55
  2 结果与分析  55-59
    2.1 CmAQP基因植物双元表达载体  55-58
    2.2 拟南芥CmAQP转基因植株  58
    2.3 CmAQP转基因拟南芥植株耐盐萌发率  58-59
  3 讨论  59-62
全文结论  62-64
创新点  64-66
参考文献  66-76
附录一常用试剂的配置  76-78
附录二 RNA提取流程  78-80
攻读学位期间发表的论文  80-82
致谢  82

切花菊采后失水胁迫生理机理及水孔蛋白基因CmAQP克隆与功能初步分析

内容摘要

全文目录

相似论文