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拟南芥Mg~（2+）转运基因家族AtMGT4基因的功能研究

作　者: 李芳
导　师: 栾升；李东屏
学　校: 湖南师范大学
专　业: 植物学
关键词: AtMGT4 Mg2+ 突变体过表达植株
分类号: Q943
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

Mg²⁺是植物细胞中含量最丰富的二价阳离子,在植物体内起重要作用。在模式植物拟南芥中已发现了一个拥有10个成员的Mg²⁺转运基因家族AtMGT,目前已有四个成员被鉴定出具有Mg²⁺转运功能。但目前对该家族的研究都着重于Mg²⁺转运功能等生化方面,有关它们在植物生长发育过程中的功能研究目前还少有报道。根据序列同源性分析,AtMGT家族的成员可分为五个亚簇,其中AMGT4和AtMGT10分别处于单独的亚簇上,与其它成员的同源性较低。本实验以该家族成员中的AtMGT4为研究对象,拟通过功能缺失突变体和过表达AtMGT4基因来研究该基因在植物生长发育过程中的功能。在实验过程中,我们一直都无法获得AtMGT4的T-DNA插入突变体,所获取的的RNA干扰转基因植株也无法获得能稳定遗传的特异表型,因此本实验主要通过在拟南芥中过表达AtMGT4基因来研究该基因在植物体生长发育过程的功能。我们将AtMGT4的CDS与含有35S启动子的pBI121载体融合,构建过表达载体pBI121-AtMGT4。用农杆菌浸染野生型植株花苞的方法,获得pBI121-AtMGT4转基因植株。在对过表达植株进行筛选和表型观察的过程中,我们发现,跟野生型植株相比,部分过表达植株具有明显的叶卷曲、簇生、矮化、晚花和叶毛分叉多等特异表型。TAIL-PCR结果证明,过表达植株的特异表型并不是由T-DNA插入导致其它基因发生突变引起的。经半定量分析,过表达植株中AtMGT4基因的RNA表达水平与植株是否出现特异表型密切相关,有表型的过表达植株中AtMGT4基因的RNA表达水平明显上升。Mg²⁺含量测定结果显示,过表达植株中的Mg²⁺含量较野生型植株的减少一半,而同一植株的叶片和主茎中的Mg²⁺含量无明显区别。我们还发现过表达植株的失水速率比野生型植株快,耐旱性和耐盐性均比野生型植株要差。同时,我们还对AtMGT4基因进行了融合蛋白表达和抗体制备,并从原核水平检测了抗体的特异性。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-9
第一章引言  9-22
  1.1 Mg~(2+)的特性  10-11
  1.2 Mg~(2+)的生理功能  11-15
  1.3 植物细胞中Mg~(2+)的动态平衡  15-16
  1.4 Mg~(2+)转运的研究背景  16-18
  1.5 植物中的Mg~(2+)转运蛋白  18-21
  1.6 本文的研究目的及意义  21-22
第二章材料与方法  22-55
  2.1 材料  22-25
  2.2 实验方法  25-55
    2.2.1 cDNA克隆  25-33
    2.2.2 拟南芥T-DNA插入突变体植株的筛选  33-35
    2.2.3 pBl121-AtMGT4过表达载体的构建  35-37
    2.2.4 过表达植株的获得  37-39
    2.2.5 TAIL-PCR  39-42
    2.2.6 AtMGT4-RNAi  42-44
    2.2.7 蛋白表达载体的构建  44-46
    2.2.8 融合蛋白的表达和抗体的制备  46-50
    2.2.9 过表达植株的研究  50-55
第三章结果与分析  55-75
  3.1 AtMGT4基因的cDNA克隆  55
  3.2 AtMGT4的cDNA序列的结构分析  55-57
  3.3 AtMGT4基因T-DNA插入突变体植株的筛选  57
  3.4 pBI121-AtMGT4过表达载体的构建  57-58
  3.5 过表达植株的获得  58-59
  3.6 TAIL-PCR  59-62
  3.7 AtMGT4-RNAi  62-63
  3.8 蛋白表达载体的构建  63-64
  3.9 融合蛋白的表达和抗体的制备  64-67
  3.10 过表达植株的研究  67-75
结语  75-79
参考文献  79-84
附录  84-86
致谢  86-87

拟南芥Mg~（2+）转运基因家族AtMGT4基因的功能研究

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