AtMPTs 高盐胁迫 赤霉素 渗透胁迫 脱落酸论文.doc

AtMPTs论文：拟南芥MPT家族调节非生物胁迫耐性的分子机理【中文摘要】植物在生长发育的整个生命周期中,会面临各种不利的外部环境(如土壤盐害、干旱、涝害、低温、高温、病原菌侵袭、机械损伤等)。在长期的进化过程中,植物形成了响应胁迫和提高抗性的机制。植物感受到胁迫信号后,会自主启动防御机制:包括物理结构适应,如自身结构改变和器官功能特性对盐分和缺水的适应;胞内渗透保护物质(脯氨酸、甜菜碱和可溶性糖等)含量增加,如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸酶等的合成水平上升;启动植物激素(赤霉素、脱落酸等)参与的适应性调节等,帮助植物体重新建立物质和能量代谢平衡,从而在胁迫环境下存活。伴随着多种生物及非生物胁迫的影响,呼吸作用和光合作用都会有所减弱,出现能量不足,从而引起一系列生理、代谢和分子水平上的事件发生,包括生物合成酶类活性的降低,分解代谢的活化以提供营养和植物生长的抑制等。线粒体是多种重要代谢过程发生的场所,例如呼吸作用、氧化磷酸化、控制植物细胞内ROS的平衡、参与脯氨酸、维生素C的合成等,因此线粒体是植物适应外界各种胁迫环境的重要细胞器。其中,线粒体磷酸转运体(Mitochondrial phosphate transporter/Phosphate Carrier, M.【英文摘要】Plants are sessile organisms and hence they cannot escape unfavourable environmental conditions within their life cycle, such as high salinity, drought, waterlog, high or low temperature, pathogen attack and mechanical agitation. Among them, high salinity and drought are the main constraints in plant geographical distribution and crop productivity. Plants have evolved finely tuned high-salinity and osomotic signaling and resistance mechanisms. When exposed to salt or osomotic stress, plants respond rapidly .【关键词】AtMPTs 高盐胁迫 赤霉素 渗透胁迫 脱落酸【英文关键词】AtMPTs salt stress gibberellin osomotic stress abscisic acid【目录】拟南芥MPT家族调节非生物胁迫耐性的分子机理符号说明4-9中文摘要9-11Abstract11-131 前言14-401.1 盐胁迫14-201.1.1 盐胁迫对植物的危害14-171.1.2 植物对盐胁迫的适应机制17-181.1.3 盐胁迫信号转导途径18-201.1.3.1 盐胁迫信号在质膜上的感知181.1.3.2 MAPK 信号传导途径181.1.3.3 SOS 信号转导途径18-201.1.3.4 Ca2+偶联的信号转导途径201.2 干旱胁迫20-251.2.1 干旱对植物的伤害20-221.2.2 植物对干旱胁迫的适应机制22-231.2.3 干旱胁迫的信号转导途径231.2.4 干旱胁迫应答基因23-251.3 赤霉素的合成、信号传导及其在植物响应非生物胁迫中的作用25-281.3.1 赤霉素的化学结构25-261.3.2 赤霉素的合成及其信号转导26-281.3.3 赤霉素在植物响应非生物胁迫中的作用281.4 ABA 的代谢过程、信号传导以及与非生物胁迫的关系28-341.4.1 ABA 的代谢过程28-311.4.1.1 ABA 的生物合成29-301.4.1.2 ABA 的分解代谢30-311.4.2 ABA 的信号转导31-331.4.2.1 ABA 的感受31-321.4.2.2 ABA 信号转导途径中的磷酸化和去磷酸化32-331.4.3 ABA 与非生物胁迫的关系33-341.5 线粒体磷酸转运体家族的基本功能、结构特征及研究进展34-361.5.1 线粒体磷酸转运体家族的基本功能及结构特征341.5.2 MPT 的研究进展34-361.6 NHX 基因的耐盐机制36-371.7 植物基因启动子37-381.7.1 诱导型启动子371.7.2 诱导型启动子的应用37-381.8 MAR 的类增强子活性381.9 本实验的目的意义38-402 材料与方法40-542.1 实验材料40-422.1.1 植物材料402.1.2 菌株与质粒402.1.3 酶与各种生化试剂402.1.4 引物40-422.2 实验方法42-542.2.1 植物基因组的提取与纯化42-432.2.1.1 植物基因组的提取422.2.1.2 植物基因组的纯化42-432.2.2 载体构建43-442.2.2.1 PCR 扩增432.2.2.2 连接反应43-442.2.2.3 酶切和回收442.2.2.4 超表达AtMPT1/2/3 表达载体的构建442.2.2.5 启动子驱动GUS 报告基因表达载体的构建442.2.3 PCR 鉴定突变体纯合植株44-452.2.4 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化452.2.4.1 大肠杆菌感受态细胞的制备452.2.4.2 大肠杆菌细胞的转化452.2.5 大肠杆菌中质粒的提取45-462.2.6 农杆菌感受态细胞的制备和转化46-472.2.6.1 根癌农杆菌GV3101 感受态细胞的制备46-472.2.6.2 冻融法转化农杆菌细胞472.2.7 拟南芥的转化及转基因拟南芥的鉴定47-482.2.7.1 拟南芥的转化472.2.7.2 转基因拟南芥的鉴定47-482.2.8 RNA 的提取纯化与反转录48-492.2.8.1 TRIZOL 法提取RNA482.2.8.2 RNA 的纯化482.2.8.3 RNA 中基因组DNA 的去除48-492.2.8.4 RNA 的反转录492.2.9 实时定量PCR49-502.2.10 GUS 活性测定50-512.2.11 转基因植物GUS 组织化学染色分析512.2.12 赤霉素含量的测定51-532.2.12.1 植物标本的采集及保存51-522.2.12.2 操作步骤522.2.12.3 计算52-532.2.13 ABA 含量的测定53-542.2.13.1 ABA 的提取532.2.13.2 放射性免疫法（RIA）测定ABA 含量53-543 结果与分析54-723.1 拟南芥MPT 家族成员的进化分析54-553.2 AtMPT1、AtMPT2 及AtMPT3 的表达模式分析55-573.3 AtMPTs 调节拟南芥盐胁迫耐性及其机理探究57-653.3.1 AtMPT1、AtMPT2 及AtMPT3 突变体以及超表达植株的获得57-583.3.2 AtMPTs 诱导表达分析58-593.3.3 AtMPTs 突变体和超表达植株对盐胁迫敏感59-603.3.4 AtMPTs 调节拟南芥盐胁迫耐性的机理分析60-653.3.4.1 AtMPTs 依赖GAs 调节拟南芥对盐胁迫的响应60-623.3.4.2 拟南芥 GAs 代谢相关基因在盐胁迫下受到 AtMPTs 的调节62-653.4 AtMPT3 调节拟南芥渗透胁迫耐性及其机理分析65-693.4.1 AtMPT3 突变体和超表达植株对渗透胁迫敏感65-663.4.1.1 AtMPT3 受渗透胁迫的诱导65-663.4.1.2 mpt3 和 OEMPT3 株系对渗透胁迫敏感663.4.2 AtMPT3 调节拟南芥渗透胁迫耐性的机理分析66-693.4.2.1 AtMPT3 依赖 ABA 调节拟南芥对盐胁迫的响应6