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盐地碱蓬SsNHX1基因及拟南芥AtNHX1、AtNHX5基因的功能分析

作　者: 李维焕
导　师: 张慧
学　校: 山东师范大学
专　业: 发育生物学
关键词: 盐生植物 SsNHX1、SsNHX2、AtNHX1、AtNHX5 基因 N 端缺失液泡膜Na~+/H~+ 逆向转运蛋白耐盐拟南芥
分类号: Q943
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

在盐胁迫环境中,植物细胞的离子均衡受到破坏,尤其是胞质中过多的Na+,对植物细胞的代谢产生毒害。植物获得耐盐能力的一个重要策略是建立新的离子均衡。离子均衡涉及钠离子的吸收、外排、区隔化和长距离转运。植物的耐盐往往要求地上部分保持低Na+、高K+的状态,维持细胞质内低Na+状态最直接的方法是将Na+区隔到液泡中,Na+区隔化对植物耐盐至关重要,在多种植物中过量表达液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白都明显提高了转基因植物的耐盐性。SsNHX1 基因是从盐地碱蓬cDNA 中克隆所得,它编码一个液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白,主要负责Na+的区隔化。盐地碱蓬是一种真盐生植物,可耐受高达500mM 的盐胁迫,叶高度肉质化可能是碱蓬获得耐盐能力的最有效途径,其液泡膜Na+/H+ 逆向转运蛋白在Na+ 区隔化进入液泡过程中起到重要的作用。本实验利用植物表达载体pROKII 和农杆菌GV3101 将SsNHX1(全长1665bp)、SsNHX2 (N 端缺失形式,缺失SsNHX1N 端49 个氨基酸,长1530bp)、AtNHX1(全长1614bp)及AtNHX5(全长1554bp)基因在拟南芥中过量表达。在含40mg/L 卡那霉素的培养基上筛选获得SsNHX1 和SsNHX2 的纯合转化子,并对其进行了分子鉴定和耐盐性分析。因时间和工作量关系,只筛选到AtNHX1、AtNHX5 的T1代转化子。SsNHX1 和SsNHX2 的纯合转化子的分子鉴定及耐盐性分析结果如下:1. Southern 杂交结果显示,野生型植株(对照)没有明显的杂交信号,转基因株系有强阳性信号。表明SsNHX1、SsNHX2 的确已经整合到拟南芥的基因组中,但不同株系插入拷贝数不等。2. Northern 杂交结果显示转基因植株均有杂交信号,表明插入拟南芥中的SsNHX1、 SsNHX2 已经正常转录,但野生型拟南芥也有杂交信号,可能是内源的AtNHX 与 SsNHX 同源性很高,探针与AtNHX 结合的结果。不同转基因株系杂交信号强弱不同, 表明不同株系表达量不同。3. 200mM NaCl 处理下转基因株系生长情况好于野生型对照。但转SsNHX1 和SsNHX2 的株系长势没有显著差异。

全文目录

中文摘要  5-7
英文摘要  7-9
第一部分文献综述  9-27
  1. 盐胁迫与高等植物耐盐性  9-19
    1.1 Na~+毒害与植物伤害表征  9-10
    1.2 耐盐机制  10-19
      1.2.1 盐胁迫的感受器  11
      1.2.2 Na~+内流和K~+/Na~+平衡  11-13
      1.2.3 Na~+的外排  13
      1.2.4 胞内Na~+区隔化及合成渗透保护物质  13-14
      1.2.5 SOS 信号通路与植物耐盐性  14-18
      1.2.6 Na~+的长距离运输与植物耐盐性  18-19
  2. Na~+/H~+逆向转运蛋白结构功能研究进展  19-25
    2.1 植物液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白的发现、特征及功能  20-21
      2.1.1 植物液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因克隆  20
      2.1.2 植物液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因家族  20
      2.1.3 植物液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白底物特异性  20-21
      2.1.4 植物液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白功能  21
    2.2 Na~+/H~+逆向转运蛋白结构和功能调节  21-24
      2.2.1 NHE 的结构与功能  21-22
      2.2.2 酵母和真菌质膜Na~+/H~+逆向转运蛋白C 端的功能  22
      2.2.3 植物液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白的结构与功能  22-24
    2.3 植物液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因的表达分析及调控  24-25
    2.4 植物液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白与植物耐盐性的关系  25
  3. SsNHX1 简介  25-27
第二部分实验论文  27-45
  一、实验材料及实验方法  27-35
  二、实验结果与分析  35-43
    1. 表达载体的构建及验证  35-38
    2. 转基因拟南芥的筛选及遗传分析  38
    3. 转基因植株的分子鉴定  38-40
    4. 转基因植株的耐盐性分析  40-43
  三、讨论  43-45
参考文献  45-53
附录  53-54
致谢  54

盐地碱蓬SsNHX1基因及拟南芥AtNHX1、AtNHX5基因的功能分析

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