一、External pH regulates the inward K~+ channels in Brassica pollen protoplasts(论文文献综述)
龚磊[1](2021)在《维管束植物气孔对脱落酸和光环境的响应》文中进行了进一步梳理植物通过调节位于叶表面的气孔孔径大小与环境进行气体交换,来控制自身的水分蒸腾和光合作用速率。已有研究认为,在植物进化史中,植物气孔的出现及对气孔关闭的有效调控,是其高效利用水分,并在地球上繁盛和广泛分布的关键所在。对维管束植物进行的研究表明,种子植物通过激素脱落酸(ABA)来诱导气孔关闭,但蕨类、石松类植物的气孔对ABA不敏感,认为在植物进化历程中,气孔对ABA响应行为的差异是种子植物替代蕨类和石松类植物的基础。然而,不同进化类群植物对ABA响应行为存在差异的生理基础尚不清楚,对光环境响应的差异也需进一步揭示。本论文以1种石松类、6种蕨类和11种种子植物(裸子2种和被子9种)为研究对象,分析外源ABA处理下,气孔开度、信号传导元件、保卫细胞离子通道、液泡和肌动蛋白细胞骨架的特征,不同光强处理下,气孔开度和信号传导元件的特征。取得以下结果:1.种子植物进化出外源ABA诱导气孔快速关闭的特性,而石松类和蕨类植物未进化出此特性。对ABA诱导气孔关闭的通路信号传导元件研究表明,ABA诱导了所有植物保卫细胞中H2O2含量的升高,但仅诱导了种子植物保卫细胞中NO以及下游信号传导元件的表达,包括保卫细胞胞质钙离子[Ca2+]cyt浓度升高,钙离子通道和钾离子通道激活等,而不能诱导蕨类和石松类植物保卫细胞中此通路的表达。结果证实ABA诱导气孔关闭的通路在种子植物中才进化形成。2.对气孔关闭过程中的生物物理特征研究表明,外源ABA诱导下,种子植物蚕豆保卫细胞的液泡高度碎化,肌动蛋白微丝解聚成小片段,原生质体的膜渗透系数增大,但荚果蕨和江南卷柏保卫细胞的液泡未碎化,肌动蛋白微丝未解聚,保卫细胞原生质体的渗透系数不变。然而,山梨醇溶液渗透胁迫下,荚果蕨和江南卷柏的液泡碎化,微丝解聚。结果发现从蕨类、石松类植物到种子植物,ABA诱导气孔关闭的生物物理基础存在渐进进化过程。3.种子植物对光照强度改变反应敏感,光合速率和气孔导度随光强增加而增加,减弱而下降,植物的水分利用效率不变;然而,蕨类植物光合速率随光强增加而增加,减弱而下降,但气孔导度对光强增加、减弱反应迟钝,弱光下植物的水分利用效率低。黄昏时,随光强逐渐减弱,被子植物和蕨类植物的光合、气孔导度和水分利用效率具有与上述光强下降条件下相似的变化趋势。4.暗处理下,种子植物和蕨类植物的气孔关闭信号通路均表达,ROS、NO和胞质钙离子浓度均升高。但种子植物中,植物叶片胞间CO2浓度增加迅速,增加的二氧化碳进一步诱导气孔快速关闭,而蕨类植物气孔对叶胞间CO2浓度(Ci)的增加无响应,增加的CO2不能促进气孔进一步关闭。结果提出从蕨类到种子植物,气孔对胞间CO2响应是促进种子植物气孔快速关闭的原因。种子植物在地球广泛分布,而蕨类和石松类植物主要分布在潮湿的林下环境中。本论文研究结果证实,无论在外源ABA诱导,还是光强下降诱导的气孔关闭中,种子植物都具有较强的气孔调控能力,而蕨类植物的调节能力差;种子植物进化出调控气孔关闭的基础,而蕨类植物没有进化出此特性。研究结果为深入认识植物的进化历程和植物的现存分布规律提供了重要的理论基础。
李鸣凤[2](2019)在《硼氮互作下棉花生理代谢及叶柄环带形成差异研究》文中研究指明棉花(Gossypium hirsutum L.)是需硼量较大的双子叶植物。长江流域棉区是我国三大主产棉区之一,土壤有效硼平均含量仅为0.4 mg kg-1,明显低于棉花潜在缺硼临界值0.8 mg kg-1,因此施硼是提高长江流域棉花产量和品质主要的农艺措施之一。氮是影响作物生长、发育、产量和品质的关键因素,棉花的生育期较长,需氮量较大,且长江流域棉区重视秋桃产量,生产上倾向于增施氮肥以获得棉花高产。由于施氮量较高,部分棉田即使施用硼肥仍然发现叶柄环带等典型的缺硼症状。因此探索硼氮互作对棉花叶柄环带的形成、叶片和根系代谢产物的变化以及其它矿质养分吸收利用的影响,有助于理解硼氮对棉花生理代谢的影响,丰富棉花硼氮营养理论,为棉花合理的施用硼氮肥提供理论基础。本研究以棉花作为试验材料,通过田间试验、盆栽试验和营养液培养相结合的方式,采用石蜡组织切片、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)技术比较棉花叶柄环带部位和非环带部位维管束结构、导管形态和细胞壁力学性质的差异;通过傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)技术分析不同硼氮处理下叶柄细胞壁结构和组分的变化;通过非靶标代谢组学(GC-MS)技术探索不同硼氮处理后棉花的代谢产物含量和代谢通路的改变;通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术分析其它矿质养分对硼氮互作的响应,得到的主要结论如下:1)缺硼导致叶柄环带形成,叶柄环带维管束增生,导管挤压破裂,从而降低叶柄的运输效率和支撑功能棉花叶柄形成褐色环带后,其环带部位表面出现凸起,毛状附属物较多,蜡质不规则沉淀。环带内部维管束增生,其中木质部和韧皮部面积增幅分别为14.6%和23.9%。棉花叶柄形成环带后导管干涩变形,管壁出现增厚,出现侧壁穿孔现象,导管数量显着增加24.1%,且增加的导管类型主要是输送效率高的孔纹和螺纹导管。大量的导管增生,出现挤压变形,甚至破裂,导致叶柄的运输效率下降,叶柄非环带部位出现糖累积现象。棉花叶柄硼、镁和锰含量均为叶柄的下部>中部>上部,表明叶柄环带的形成阻碍养分离子从茎向叶片的转移。叶柄环带部位细胞壁出现不规则增厚,细胞壁的杨氏模量下降,表明叶柄环带部位细胞壁的稳定性降低。叶柄环带木质素含量显着增加,导致环带部位硬度增加,然而细胞壁的不稳定性导致其硬而脆,易折断,叶柄的机械支撑能力下降。总之,为了适应缺硼逆境,提高叶柄的运输效率,叶柄维管束增生,大量导管挤压变形,叶柄出现木栓化,变得硬而脆,其外观出现褐色的环带。2)缺硼与棉花叶柄环带的形成呈显着相关,而高氮加剧了环带的发生过程和程度增施硼肥显着降低棉花单株出现环带的叶柄数和功能叶的叶柄环带圈数。在缺硼或适硼的条件下,增施氮肥均提高棉花叶柄环带发生率。缺硼导致维管束增生,特别是木质部和韧皮部面积显着增加,大量细小导管增生,导管出现挤压。缺硼条件,增施氮肥导致棉花叶柄横截面积和维管束面积分别显着增加12.5%和15.7%,叶柄主次维管束出现连生,木质部、韧皮部和韧皮纤维部面积分别显着增加21.3%、23.5%和15%,髓部细胞严重变形,出现挤压破裂现象,表明高氮进一步破坏了叶柄维管束的结构。缺硼胁迫破坏了棉花叶柄细胞壁蛋白质和多糖分子之间的氢键连接,诱导纤维素、木质素和酚类物质在细胞壁积累,降低了细胞壁纤维结晶度,而高氮进一步加剧了这些变化,这可能是高氮加剧棉花缺硼症状叶柄环带形成的主要原因。3)缺硼下叶片的糖和氨基酸出现积累,部分有机酸含量上调,从而破坏叶片的碳氮平衡,高氮通过进一步促进氨基酸和有机酸含量的累积从而加剧了这种破坏比较分析参与植物的碳氮代谢的62种代谢物包括氨基酸、糖类、有机酸和其它类物质,发现硼胁迫下叶片中糖出现累积,其主要原因缺硼导致磷酸戊糖途径下调,糖的利用受到抑制,而高氮处理叶片糖的累积主要是由于光合速率增加和糖利用受到抑制两方面共同作用的效果。缺硼胁迫下有机酸相对含量的增加,增加用于氨基酸合成的C骨架的产量,同时蛋白质的合成受阻,氨基酸出现累积,而高氮处理增加氮源,进一步促进氨基酸和有机酸含量的累积。高氮处理下这些代谢产物的变化加剧硼缺乏代谢途径的改变。4)缺硼下根系氨基酸和有机酸含量增加,改变了氮代谢和三羧酸循坏模式,而高氮进一步促进这些改变缺硼胁迫下,硼更多的结合在细胞壁且根系的山梨醇相对含量增加,高氮处理同样增加细胞壁硼比例,而根系中山梨醇相对含量降低,表明高氮减少硼向地上部的运输。缺硼和高氮处理导致棉花根系39种代谢物相对含量具有大致相同的变化趋势。与叶片不同的是缺硼对棉花根系糖酵解的影响相对较小,D-甘油酸,果糖-6-磷酸,肌醇,核糖和蔗糖均无明显变化,且根系果糖、葡萄糖酸和麦芽糖的相对含量下降,因此缺硼观察到的根系生长受到抑制可能与糖限制有关。缺硼导致谷氨酸、天冬酰胺和天冬氨酸等氨基酸在根系中累积,其原因在于缺硼导致氮代谢途径发生改变和棉花维管束组织遭到破坏,而高氮加剧了这些氨基酸的累积。缺硼通过促进三羧酸循环中的柠檬酸、L-苹果酸等有机酸的合成来调节细胞渗透压和电荷平衡,高氮则进一步加剧了这些有机酸在棉花根部的累积。5)高氮降低棉花地上部硼的含量和分配比例,同时影响了其它矿质元素的平衡高氮对棉花根系硼含量无显着影响,降低棉花地上部硼的含量和分配比例。相对于根系,高氮和缺硼胁迫引起棉花地上部中更复杂的元素间相互作用。缺硼导致棉花地上部钾、硼、钙、镁、铁、铜、锌、锰和钼含量下降,根部仅硼和镁含量降低。在缺硼条件下,高氮增加地上部氮、钙、镁、钼和根部氮和镁的含量。缺硼降低棉花的产量,而高氮不仅没有提高棉花的产量反而导致棉花品质略微下降。因此,增施硼肥的同时适量降低氮肥是保证棉花产量和品质的重要农艺措施。
吴琼[3](2019)在《苯肽胺酸对辣椒生长发育及抗逆性的影响》文中研究说明苯肽胺酸(N-phenyl-phthalamic acid)是一种新型植物生长调节剂,对苹果、樱桃等果树的生长发育具有良好的调控作用。本课题组前期的研究表明该植物生长调节剂对辣椒、豇豆等作物的生长也表现出一定的促进和诱抗作用,但其作用机理尚不清楚。因此,本研究基于前期的研究基础,以辣椒为供试植物,芸苔素内酯为对照药剂,测定了苯肽胺酸3个不同剂量(133.3、200.0和266.7 mg·L-1)处理对辣椒植株生长发育、内源激素及幼苗抗低温和抗干旱的影响,从生理生化角度明确其对作物的生物学效应,以期为其作用机理的深入研究奠定基础。其主要结果如下:(1)苯肽胺酸可促进辣椒植株生长发育。田间试验表明,苯肽胺酸各剂量处理组辣椒植株均生长良好,在测定期(第二次药后7 d、14 d和21 d),133.3 mg·L-1苯肽胺酸处理组辣椒株高相对生长速率较空白对照提高了16.67-66.67%;200.0 mg·L-1苯肽胺酸处理组辣椒茎粗净增长量和开花数较空白对照分别显着提高了74.83%-179.50%和258.97%-481.92%;在测定期,133.3 mg·L-1苯肽胺酸处理可显着提高辣椒叶片的净光合速率及叶绿素含量,较空白对照分别增加了11.18%-23.39%和29.19%-60.78%。芸苔素内酯也具有类似效应,除了对辣椒株高相对生长速率影响明显外,其余调控作用均弱于苯肽胺酸处理。(2)苯肽胺酸可影响辣椒叶片的内源激素含量和比例变化。在蕾期、花期和果期,各处理组中,133.3 mg·L-1剂量的苯肽胺酸处理可显着提高植株体内的生长素(IAA)和降低脱落酸(ABA)含量,分别较空白对照上升了15.42%-26.03%和降低了22.25%-26.70%;266.7 mg·L-1剂量的苯肽胺酸处理能显着提高植株体内玉米素(ZR)含量,较空白对照升高了23.41%-253.10%;各苯肽胺酸处理对赤霉素(GA3)含量均无明显影响;133.3 mg·L-1苯肽胺酸处理的辣椒的IAA/ABA、ZR/ABA、GA3/ABA比值在各测定期均显着升高,而IAA/ZR比值在果期上升。芸苔素内酯处理对内源激素含量和比例的影响与苯肽胺酸处理存在较大差异。(3)苯肽胺酸可增加辣椒产量及改善果实品质。试验结果表明,在各处理组中,133.3 mg·L-1苯肽胺酸处理的增产效果最明显,比空白对照增产了37.91%,且辣椒单果重、干物质含量和果形指数较空白对照分别显着地增加了14.75%、26.09%和25.38%;各苯肽胺酸处理在一定程度上可提高辣椒果实的营养风味品质,包括可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、辣椒素等营养风味物质含量的增加。芸苔素内酯在改善品质效应上要差于苯肽胺酸处理,但对增产效应表现一致,较空白对照增加了38.01%。(4)苯肽胺酸可诱导辣椒幼苗抗低温胁迫。133.3 mg·L-1苯肽胺酸叶面处理辣椒幼苗一次,2 d后给予其中度低温胁迫:12.5℃(16 h L)/7.5℃(8 h D),其生长较为良好,株高、茎粗、根冠比和壮苗指数较空白对照分别显着地增加了7.79%、7.52%、16.46%和11.41%;辣椒幼苗的光合作用得到提高,在测定期,其净光合速率、水分利用率和叶绿素含量较空白对照分别增加了31.95%-44.74%、8.48%-71.10%和17.59%-76.61%,而气孔限制值减少了13.12%-37.01%;相比于空白对照,辣椒幼苗的抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)活性均明显提高,尤其是SOD活性升高了21.04%-38.66%;辣椒幼苗的可溶性糖、可溶性蛋白及游离脯氨酸含量也明显增加高,均较空白对照分别升高了9.31%-65.92%、11.35%-20.89%和41.24%-83.08%。另外,在轻度:15℃(16 h L)/10℃(8 h D)和重度:10℃(16 h L)/5℃(8 h D)低温胁迫下,133.3 mg·L-1苯肽胺酸在胁迫前处理一次,对辣椒幼苗也具有类似的影响。芸苔素内酯在胁迫前处理一次对辣椒幼苗抗低温作用与苯肽胺酸处理相似,但也存在一定差异。(5)苯肽胺酸可诱导辣椒幼苗抗干旱胁迫。133.3 mg·L-1苯肽胺酸叶面处理辣椒幼苗两次(每次间隔2d),2 d后给予其轻度干旱胁迫(50%-60%的土壤相对含水量),其生长较为良好:株高、根冠比及壮苗指数较空白对照分别增加了3.45%、20.21%和23.20%,但对茎粗影响不明显;辣椒幼苗的光合作用得到提高,在测定期,其净光合速率、水分利用率和叶绿素含量较对照分别增加了38.65%-61.04%、20.61%-33.63%和13.30%-39.20%,而气孔限制值减少了12.53%-17.66%;相比于空白对照,辣椒幼苗的抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)活性均明显提高,尤其是POD活性升高了28.64%-65.78%;辣椒幼苗的可溶性糖、可溶性蛋白及游离脯氨酸含量也明显提高,较空白对照分别升高了21.57%-50.22%、33.46%-58.74%和44.61%-72.92%。另外,在中度(40%-50%的土壤相对含水量)和重度(30%-40%的土壤相对含水量)干旱胁迫下,133.3 mg·L-1苯肽胺酸在胁迫前处理两次,对辣椒幼苗也具有类似的影响。芸苔素内酯胁迫前处理一次对辣椒幼苗抗干旱作用强于苯肽胺酸处理。综上所述,苯肽胺酸对辣椒的生长发育及抗逆性均具有明显的促进和诱导作用。苯肽胺酸主要通过对辣椒内源激素的调控来影响植株生长发育,如促进植株生长,增加产量和改善果实品质等;通过诱导激活辣椒幼苗的抗氧化和渗透调节系统,以抵抗低温和干旱对辣椒生长的胁迫。作为一种高效、新型的植物生长调节剂,苯肽胺酸在生产实践中具有良好的应用前景。
高永强[4](2017)在《玉米保卫细胞质膜钾离子和阴离子通道的功能鉴定与调控机制研究》文中认为植物叶片气孔是植物与外界环境进行水分和气体(CO2、O2)交换的门户。气孔开度的大小直接影响植物与环境水分及气体交换的速率。因此,气孔开放和关闭运动的调节直接影响植物的生长发育。在干旱条件下,植物通过合理调节气孔开度以防止水分过度散失,使植物能够更好地应对干旱胁迫。气孔运动是通过气孔保卫细胞的渗透压调节而实现的,保卫细胞质膜的钾离子通道和阴离子通道的活性调节在气孔保卫细胞渗透压调节的过程中发挥着重要作用。玉米作为重要的粮食作物,其产量的提高受干旱胁迫的严重制约,而有关玉米气孔运动调节机制的研究却十分有限。本论文围绕玉米叶片气孔运动调节机理这一重要科学问题,综合应用分子生物学、细胞生理学和电生理学技术与方法,对玉米保卫细胞质膜钾离子通道和阴离子通道的功能进行了鉴定分析,进而对它们的活性调节机制以及在气孔运动中的作用进行了分析研究。玉米气孔复合体由两个哑铃形的保卫细胞及其侧翼的一对副卫细胞组成。利用电生理的实验方法,对玉米保卫细胞质膜钾通道进行的实验结果表明,内向钾通道对胞外K+浓度、胞外pH和胞内pH变化十分敏感,并且.其活性受到ABA和Ca2+的调节;外向钾通道对胞外K+浓度和胞内pH变化十分敏感。玉米KZM2和KZM3是与拟南芥保卫细胞质膜内向钾通道KAT1高度同源的两个内向钾通道。KZM2和KZM3主要在玉米叶片中表达,并且在叶片表皮及保卫细胞中表达较高。KZM2和KZM3能够定位于细胞质膜,在酵母和HEK293细胞中表达的KZM2和KZM3均具有内向钾转运活性。在爪蟾卵母细胞中表达KZM2和KZM3, KZM3具有内向钾通道活性,KZM2未表现出钾通道活性,但KZM2能够通过与KZM3形成KZM2-KZM3异聚体通道,从而改变KZM3的通道活性,并使其激活过程变慢,同时也改变其对胞外通道抑制剂和pH的敏感性。在玉米KZM2 RNAi-1~3株系中,光照诱导的气孔开放过程加快,叶片蒸腾速率和气孔导度的增加也变快;KZM2表达量的降低使保卫细胞质膜内向钾通道电流增大,激活过程变快,对胞外抑制剂和pH的敏感性改变,表明KZM2在保卫细胞中负调节至少一种能够快速激活的内向钾通道的活性。进一步分析表明KZM3主要介导了KZM2 RNAi株系保卫细胞质膜快速激活的电流成分。KZM2和KZM3共同参与玉米气孔开放的调节过程。玉米ZmSLAC1是与拟南芥保卫细胞质膜S-型阴离子通道AtSLAC1高度同源的阴离子通道。ZmSLAC1在玉米保卫细胞表达,定位于细胞质膜,能够恢复拟南芥aatslac1突变体气孔不能关闭的缺陷表型;玉米zmslac1突变体的气孔对ABA、Ca2+和黑暗处理不敏感,气孔不关闭,叶片失水速率快于野生型,植株对干旱敏感。ZmSLAC1的阴离子通道活性受定位于质膜的钙依赖蛋白激酶ZmCPK35和ZmCPK37的激活;ZmCPK35和ZmCPK37在玉米保卫细胞中表达,均能够恢复与其同源性较高的拟南芥AtCPK8的功能缺失突变体的干旱敏感表型;并且ZmCPK35和ZmCPKK37玉米超量表达株系的气孔对ABA和Ca2+超敏感,叶片失水速率慢于野生型,植株对干旱耐受。ZmCPK35和ZmCPK37通过激活ZmSLAC1,促进保卫细胞内阴离子的外排,参与气孔关闭的调节过程。本论文研究结果表明,玉米保卫细胞质膜钾通道受到复杂调控网络的调节;内向钾通道KZM2和KZM3通过形成异聚体钾通道共同参与气孔开放调节过程;钙依赖的蛋白激酶ZmCPK35和ZmCPK37能够激活S-型阴离子通道ZmSLAC1的通道活性,共同参与玉米气孔关闭调节过程。本论文的研究结果部分揭示了气孔保卫细胞质膜离子通道参与玉米气孔运动调节的机制,可供进一步探讨玉米耐旱分子机理以及提高玉米耐早性的分子设计育种研究参考。
李明骏[5](2017)在《玉米AKINβγ蛋白与水稻黑条矮缩病毒P8蛋白的分子互作研究》文中研究说明水稻黑条矮缩病毒(Rice black streaked dwarfvirus,RBSDV)引起的玉米粗缩病是危害我国玉米生产的一种主要病害。RBSDV是呼肠孤病毒科(Reoviridae)斐济病毒属(Fijivirus)的成员,目前关于其与玉米寄主的分子互作报道较少。本文以RBSDV副核心蛋白P8为诱饵筛选玉米茎叶cDNA文库,获得与之互作的寄主因子ZmAKINβγ蛋白,研究了 P8与ZmAKINβγ蛋白的相互作用以及ZmAKINβγ与RBSDV之间的相互影响,初步探索了 ZmAKINβγ在RBSDV侵染玉米过程中的功能以及ZmAKINβγ影响病毒侵染所参与的生理路径。利用酵母双杂交(yeast-two hybrid,Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验证明了 P8与ZmAKINβy-2以及玉米中ZmAKINβγ基因另一拷贝编码蛋白ZmAKINβy-1在酵母、本生烟和玉米原生质体细胞中的互作。P8与AKINβγ蛋白的互作不具有寄主特异性,而是依赖于ZmAKINβγ蛋白N端的KIS(kinase interacting sequence)和第一个CBS(cystathionine β-synthase)保守结构域。对P8与ZmAKINβy-1/-2蛋白的亚细胞定位研究表明,P8与ZmAKINβy-1/-2均定位于本生烟细胞和玉米原生质体细胞的细胞质与细胞核中,且P8可在核仁中聚集,ZmAKINβy-1/-2与P8共表达使P8无法聚集于核仁中。而P8的表达会抑制ZmAKINβγ-1/-2作为γ亚基参与snf4Δ酵母突变体细胞糖代谢途径的功能。RBSDV侵染后不同时间点差异调控ZmAKINβγ-1/-2基因的表达。基因枪轰击介导的瞬时表达实验表明RBSDV侵染改变ZmAKINβγ-1/-2在玉米叶片中的亚细胞定位。为解析ZmAKINβγ-1/-2基因的生理功能及其在RBSDV侵染过程中的作用,用雀麦花叶病毒(Brome mosaic virus,BMV)VIGS系统同时沉默ZmAKINβγ-1/-2基因,结果显示,ZmAKINβγ-1/-2的沉默会影响蔗糖和淀粉代谢途径中多个基因的表达,并提高葡萄糖和蔗糖的积累量。同时,沉默ZwAKINβγ-1/-2基因后的RBSDV挑战接种实验表明ZmAKINβγ1/-2基因的下调表达会促进RBSDV的积累,进一步发现外施葡萄糖促进RBSDV的积累。RBSDV侵染调控糖代谢途径相关基因的表达,上调葡萄糖的含量而下调蔗糖的含量。ZmAKINβγ-2以及水稻和本生烟编码的AKINβγ同源物均可诱导本生烟细胞坏死反应,但P8的表达并不影响ZmAKINβγ-2诱导细胞坏死的活性。ZmAKINβγ除可响应RBSDV的侵染,甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)或玉米褪绿斑驳病毒(Maize chlorotic mottle virus,MCMV)的侵染均可调控ZmAKINβγ基因的表达,说明ZmAKINβγ基因可响应不同类型病毒的侵染。本论文的研究表明ZmAKINβγ作为普遍响应病毒侵染的寄主蛋白,在RBSDV侵染玉米过程中与P8蛋白直接互作并参与抵抗RBSDV的侵染;本文明确了 ZmAKINβγ可以参与玉米糖代谢调控,并且糖代谢路径在RBSDV与玉米互作过程中发挥重要作用。本研究有助于揭示玉米寄主抵御RBSDV侵染的抗病机制,对于玉米抗粗缩病基因的挖掘和抗病玉米种质的创制可能具有重要的参考价值。
李红[6](2016)在《拟南芥转运蛋白NRT1.5/NPF7.3调控K+在木质部装载的分子机制研究》文中进行了进一步梳理钾和氮是植物生长发育所必需的矿质营养元素。在农作物生产中,钾和氮的供给水平直接影响农作物的产量和品质。然而,我国耕地土壤普遍缺钾和氮,农作物生产中需大量施用钾肥和氮肥。已有的研究报道显示,植物可以协同吸收利用钾和氮。长期的农业生产实践早已证明,按比例施用钾肥和氮肥可以显着提高肥料的吸收利用效率。然而,长久以来植物协同吸收利用钾和氮的分子机制仍不清楚。本实验室前期筛选拟南芥EMS诱变群体获得低钾敏感突变体lks2。图位克隆结果显示,lks2中NPF家族成员基因NRT1.5/NPF7.3发生单碱基突变,导致氨基酸序列的第209位甘氨酸突变为谷氨酸。本论文工作以此为基础,深入研究了NRT1.5参与钾离子(K+)在木质部装载的分子机制,探讨了K+和NO3-在木质部协同运输的分子调控机制。低钾移苗实验结果显示,与野生型相比,lks2和nrtl.5突变体表现出冠部提前发黄、根部持续生长的低钾敏感表型。回补材料lks2/NRT1.5, nrtl.5/NRT1.5能将突变体的低钾敏感表型恢复至野生型水平,表明Iks2、nrtl.5的低钾敏感表型是由NRT1.5的功能缺失导致。钾离子含量测定结果显示,无论在正常条件还是低钾条件下,nrtl.5、lks2冠部的K+含量都较野生型显着降低,而根部K+含量则较野生型显着升高,说明K+在突变体根部积累而不能被转运至冠部。硝酸根含量测定结果显示,在突变体中N03-的分布也呈现出根部高冠部低的特点。进一步检测发现,nrt1.5和lks2突变体木质部伤流液中K+和N03-含量都显着低于野生型,表明NRT1.5可能参与调控K+和NO3-由根部向冠部协同运输的生理过程。离子依赖性实验结果显示,nrt1.5和lks2突变体冠部发黄的敏感表型只依赖于外界的低钾条件,而并不依赖于外界的N03-浓度。植株体内的阳离子含量测定结果显示,nrtl.5和lks2突变体的Ca2+和Mg2+的分布并未受到显着影响,说明NRT1.5特异地调控K+由根部向冠部的转运,而不影响其它阳离子的转运。利用非洲爪蟾卵母细胞异源表达系统分析NRT1.5的离子转运功能,结果显示NRT1.5可以直接介导细胞内的K+向细胞外转运,并且NRT1.5向细胞外转运K+的活性依赖于胞外的酸性条件,而不依赖于胞内外的NO3-浓度,说明NRT1.5作为一个H+/K+反向转运体向细胞外转运K+。进一步研究显示,来自拟南芥、玉米和水稻中的NRT1.5同源蛋白都具有外向转运K+的活性。本论文工作的研究结果表明,拟南芥NRT1.5作为K+外向转运体介导K+在木质部的装载,并调控K+从根部到冠部的长距离运输,同时也影响N03-在根冠的分配。本论文研究结果还提示,NRT1.5及其同源蛋白可能是植物中一类新的K+转运蛋白,并可能参与调控植物体内K+长距离运输的生理过程。本论文的研究结果对于认知植物长距离转运钾的分子调控机制具有重要意义,也为将来利用分子遗传手段改良作物钾和氮的养分吸收利用效率提供了重要的理论依据。
徐大伟[7](2016)在《乙酰转移酶基因DPW2(DEFECTIVE POLLEN WALL 2)控制水稻花粉壁发育机理研究》文中认为花药作为植物的雄性生殖器官,其表面的表皮覆盖着角质层,以保护内部小孢子的正常发育。而包裹在花药腔中的小孢子在发育后期表面也会形成一个疏水性保护层,即由孢粉素构成的花粉外壁。花药表面覆盖着由角质和蜡质构成的角质层属于疏水性结构,主要由脂肪族和芳香族的脂类组成。与角质类似,孢粉素的主要成分包含脂肪族和芳香族脂类分子。花粉外壁可保护花粉免受外界胁迫伤害,并在授粉过程的雌雄识别中起到重要作用。但由于这些疏水性结构难以降解,目前对花药外表皮角质层和花粉外壁的具体化学组分及其形成的分子调控机制还不是特别清楚,特别是对于芳香类组分及其作用了解甚少。作为重要的粮食作物,水稻雄性生殖器官发育与产量密切相关,因此深入了解水稻花药及花粉发育的分子机制显得尤为重要。本文深入研究了一个水稻植株花药发育缺陷突变体dpw2(defective pollen wall 2)及其相关基因DPW2的功能,揭示了BAHD家族HXXXD类型的乙酰转移酶在花粉壁形成中的重要作用。表型观察发现,dpw2突变体在营养生长阶段与野生型相比没有明显的表型差异。生殖生长阶段突变体的花药较野生型小且色泽发白变小,碘化钾染色表明突变体缺乏活性的花粉粒。DAPI染色分析显示花粉粒第二次有丝分裂不能正常进行。半薄切片分析发现,突变体的绒毡层发育延滞,且大部分花粉粒表现出不规则的塌陷的结构。进一步的扫描和透射电镜观察结果显示,dpw2突变体花药角质层结构较野生型更致密,花药绒毡层降解延迟,中层不能正常降解。同时花粉内外壁存在明显发育缺陷。这些缺陷最终造成花粉粒的败育,导致雄性不育。上述表型观察结果表明DPW2参与了水稻花药和小孢子后期的发育过程。我们共分离到2个dpw2等位突变体,遗传分析表明这些突变体的表型缺陷受一个隐性单基因控制。图位克隆和互补实验证明这些等位突变体的育性变化是由一个编码HXXXD类型的乙酰转移酶基因DPW2的缺陷造成。将pDPW2:DPW2-GFP引入dpw2突变体中,结果显示DPW2-GFP融合蛋白能够恢复dpw2突变体不育表型。DPW2基因在水稻组织中广泛表达,在花药发育第七到第十一期高表达。启动子活性分析显示DPW2在花药绒毡层和小孢子中高度表达。水稻原生质体和烟草表皮细胞瞬转体系分析发现DPW2蛋白定主要定位在细胞质中。对野生型和dpw2突变体花药进行的苏丹红7B染色分析表明dpw2突变体的花药表皮和绒毡层染色较野生型更深,而花粉壁染色相对野生型要弱,表明DPW2影响了花药表皮和花粉壁中脂类物质积累。花粉的自发荧光观察结果显示dpw2突变体自发荧光较野生型弱,这表明突变体花粉中酚类物质含量要低于野生型。花药脂类代谢测定结果显示dpw2突变体花药角质组分中的羟基脂肪酸和芳香性脂肪酸单体较野生型有着不同程度的升高,表明DPW2可能影响了水稻花药中芳香酸的羧基基团和脂肪酸羟基基团之间的交联。与此相一致的是,体外酶活性分析结果显示DPW2具有羟基肉桂酰辅酶A-ω-羟基脂肪酸乙酰转移酶活性,它能优先催化阿魏酰辅酶A和ω-羟基棕榈酸形成阿魏酰棕榈酸酯。综上所述,本文鉴定了一个编码乙酰转移酶基因DPW2,它可能在花粉壁发育过程中影响芳香族和脂肪族脂肪酸及多糖之间的交联,使花药中芳香族脂肪类物质发生变化,最终影响花药角质和花粉内外壁合成。这为植物花粉壁发育机理提供了新的认识。
高姣姣[8](2015)在《菊花及其近缘种属植物质膜Na+/H+逆向转运蛋白SOS1s基因克隆与功能鉴定》文中进行了进一步梳理菊花(Chrysanthemum morifolium)是我国十大传统名花和世界四大切花之一,用途和栽培地域极广,观赏和经济价值很高,在花卉生产中占有十分重要的地位。盐胁迫严重影响植物的生长和发育,在切花菊设施栽培中土壤次生盐渍化及我国大面积盐渍土是制约菊花生产与园林应用的主要因子;菊花及其近缘种属植物资源丰富,耐盐性差异很大。对耐盐性差异的菊花及其近缘种属植物耐盐机理研究及耐盐优异基因挖掘是加快培育耐盐菊花新品种的基础。此外,菊花是浅根观赏花卉,忌水湿,夏季田间积涝会导致其大面积死亡;涝与盐协同胁迫对菊花生长产生的伤害更大,因此有必要对两者协同胁迫的机制进行研究。本文研究的主要内容与结论如下:1.对菊花’神马,及其3种近缘种属植物(牡蒿、芙蓉菊和大岛野路菊)苗期进行200 mM NaCl处理,分别从形态和根、茎、叶各部位Na+含量两个方面评价4种植物的耐盐性。结果表明,NaCl处理第7 d时,’神马’叶片首先表现萎蔫和黄化,大岛野路菊叶片在NaCl处理第10 d时表现出相似的症状,而芙蓉菊和牡蒿叶片在第14 d时依旧没有明显伤害;且经NaCl胁迫后,4种植物各部位Na+含量均显着增加,芙蓉菊和牡蒿增加量最少,大岛野路菊次之,’神马’增加量最多。以上结果表明,芙蓉菊和牡蒿耐盐性极强,大岛野路菊耐盐性强,’神马’为盐敏感植物;且NaCl胁迫后,盐敏感材料中Na+增加量多于耐盐材料。2.质膜型Na+/H+逆向转运蛋白SOS1是植物受到高盐胁迫的第一道屏障,也是植物长期耐盐胁迫的有效机制。为了明确菊花及其3种近缘种属植物离子稳态及耐盐性差异的分子机制,分别克隆其质膜Na+/H+逆向转运蛋白SOS1s基因,各自命名为AjSOS1、CrcSOS1、CcSOS1 和 CmSOS1。序列分析发现,AjSOS1 和 CrcSOS1 均编码1147个氨基酸,CcSOS1和CmSOS1均编码1145个氨基酸。二级结构预测表明4个SOS1s蛋白N端具有12个跨膜结构域,C端具有约700个氨基酸残基的亲水胞质长尾。氨基酸序列比对发现4个SOS1s蛋白与已知植物质膜Na+/H+逆向转运蛋白同源性很高,达90.32%-94.68%。系统进化分析表明,4个SOS1s和菊芋HtSOS1及番茄S1SOS1亲缘关系最近。时空表达模式分析发现,盐处理均诱导4个SOS1s基因表达上调,AjSOS1和CrcSOS1转录水平较高。3.将4个SOS1s基因导入质膜Na+泵ATPase ENA1-4和质膜Na+/H+逆向转运体NHA1均缺失的酵母突变体ANT3。结果表明:4个SOS1s均能回补ANT3突变体对Na+的转运功能;在含70 mM NaCl的AP培养基上,酵母细胞表达AjSOS1长势最好,CrcSOS1 次之,CcSOS1 长势弱于 CrcSOS1,强于 CmSOS1,而 CmSOS1 长势最差。为了进一步明确4个SOS1s基因回补能力差异的原因,在比较AjSOS1和CmSOS1氨基酸序列差异基础上,采用定点突变技术产生一系列AjSOS1muts。通过其对酵母突变体ANT3的回补实验,发现一些可能影响AjSOS1活性的重要关键氨基酸位点,例如:位于N端跨膜区的G13E、T26S、F143I和V238L及位于C端胞质尾区的Y463H、Y549H、S639L、A919T、YG927HS、G982V、A1027V、N1109K 和 G1127A 等。4.构建4个SOS1s基因植物遗传转化表达载体pMDC32-SOS1s,分别采用农杆菌介导的叶盘法和拟南芥花粉管侵染法将4种载体转入盐敏感材料’神马’、拟南芥野生型gl1和突变体sos1-1,获得超表达株系。盐处理转基因菊花株系发现,超表达SOS1s基因能减少植株体内Na+含量积累和增加K+含量,提高K+/Na+,增强植株的耐盐性。此外,在含盐培养基上转基因拟南芥种子萌发率和植株根长、鲜重均高于对应的拟南芥对照。总之,通过对超表达转基因株系盐处理发现,来自耐盐植物中的SOS1s比从盐敏感植物中分离的SOS1s有较强的耐盐性。5.构建 pBIG-CmSOS1-overexpress、antisense 和 amiRNAi 表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法进行同源遗传转化’神马’。盐和淹水协同胁迫14 d后,转基因株系中正义株系的存活率(49%-51%)显着高于转空载株系(31%),而反义和人工干扰株系的存活率显着低于转空载株系,仅为20%-22%,表明超表达CmSOS1提高了转基因株系的耐盐和耐涝性;反义和干扰CmSOS1均降低了转基因株系的耐盐和耐涝性。此外,胁迫条件下,正义株系叶片中相对电导率、MDA及H2O2和O2-含量均低于转空载株系,而可溶性蛋白含量及SOD和CAT等抗氧化酶活性都高于转空载株系;上述指标在反义和干扰株系中与正义株系相反,表明CmSOS1基因通过维持植物体内细胞膜的完整性及增强抗氧化酶活性清除过多的活性氧从而介导菊花耐盐和耐涝性。
王双双[9](2015)在《拟南芥CML25调控花粉萌发及花粉管生长的机理研究》文中认为花粉正常萌发和花粉管快速极性生长是保证被子植物顺利进行双受精并完成其生活史的关键,但其中具体的分子调节机制并不完全清楚。已有研究表明,Ca2+作为植物细胞普遍存在的第二信使,也同样是花粉萌发和花粉管生长必须的调控因子,这预示着Ca2+信号相关的信号通路对于花粉萌发和花粉管生长至关重要,但是Ca2+下游参与调控这些生理过程的具体分子机制和信号转导途径,到目前仍所知甚少。Ca2+作为胞内第二信使,可以被具有EF-手型结构(EF-hand motif) Ca2+结合区域的钙感受蛋白结合,后者在结合Ca2+后蛋白构象发生改变,进而将Ca2+信号传递下去,钙调素类似蛋白(Calmodulin Like Protein; CML)家族即是钙感受蛋白的重要组成成员。CML是植物细胞中特有的钙感受蛋白,在拟南芥中有50个成员,与钙调素蛋白有一定序列相似性,但家族中绝大多数成员的生理功能未知。通过对基因芯片数据进行分析,发现CML25在拟南芥花粉及花粉管中大量且特异的表达,预示着该基因在调控花粉萌发及花粉管生长过程中可能起着重要作用。因此,本论文以拟南芥Ca2+结合蛋白CML25作为研究对象,详细探讨其调控花粉萌发和花粉管生长的功能和作用机制,发现CML25作为一个新的钙信号下游响应元件,参与了Ca2+调控花粉萌发及花粉管生长的信号转导途径。为明确CML25的生化特性及生理功能,本论文首先对CML25的Ca2+结合特性检验、组织定位和在花粉萌发及花粉管生长过程中的作用进行了分析。得到高纯度的CML25蛋白后进行Ca2+结合实验,结果表明CML25与钙结合后其蛋白电泳迁移率发生改变,证明其具有Ca2+结合能力,并在结合Ca2+后发生了蛋白构象变化。通过qPCR和CML25 promoter连接GUS进行该基因组织表达分析,结果显示CML25在花粉和花粉管中大量表达,与芯片数据一致,预示着CML25可能与雄配子体的正常生理功能相关。为了研究CML25的生理功能,筛选获得CML25两个T-DNA有效插入突变体cml25-1和cml25-2,利用体外和体内花粉萌发和花粉管生长表型检测体系发现,突变体花粉萌发率降低,花粉管生长速率及最终长度降低,并导致了种子结实率下降,而且这些性状可以被重新表达的CML25恢复。以上结果显示,CML25是在花粉和花粉管大量表达的钙结合蛋白,并作为正调控元件参与了花粉萌发及花粉管生长的生理过程。为进一步明确CML25参与花粉萌发及花粉管生长调控的作用机理,对其亚细胞定位、功能缺失突变体对胞外离子浓度变化的反应差异及可能参与的胞内信号途径进行了系统分析。利用CML25::GFP进行亚细胞定位分析,结果显示CML25是胞质定位蛋白,可能参与介导胞质Ca2+信号;通过分析梯度胞外Ca2+和K+浓度对花粉萌发和花粉管生长的影响,发现cml25突变体对胞外Ca2+和K+浓度变化的响应敏感性降低:利用Ca2+结合荧光染料Fluo-3标记发现,cml25突变体花粉细胞中胞内Ca2+浓度增加,且花粉管顶端Ca2+正常的浓度梯度也受到了破坏,说明胞内Ca2+信号发生了改变;利用花粉及花粉管原生质体电生理膜片钳技术,研究全细胞K+内向电流对胞质Ca2+浓度变化的响应,结果表明cml25突变体中胞内高浓度的Ca2+对花粉和花粉管原生质体质膜内向K+电流的抑制作用不敏感。以上结果显示,CML25可能在胞内介导了Ca2+信号对成熟花粉和花粉管K+的吸收过程,进而参与Ca2+调控的花粉萌发及花粉管生长。为深入研究CML25参与介导的钙信号调控跨膜离子转运的下游分子机制和信号网络,本论文进行了CML25互作蛋白的筛选。利用酵母双杂交系统筛选拟南芥cDNA文库,获得了CML25可能的相互作用蛋白CIP1 (CML25 Interacting Protein 1),并进一步利用酵母、BiFC技术结合叶肉原生质体瞬时转化方法及亚细胞定位等方法,证明CML25与CIP1存在互作,且发生互作的位置在细胞质中。利用CIP1的过表达株系(CIP1-OE5, CIP1-OE6)和沉默株系(CDP1-R1,CIP1-R2)进行花粉萌发及花粉管生长实验,发现CIP1是花粉管生长的负调控因子。综上所述,本论文研究发现,在花粉和花粉管中高效表达的钙调素类似蛋白CML25,可以为Ca2+结合调控,并在胞质内作为正调控因子,介导Ca2+调控的质膜K+内流,调控拟南芥花粉萌发和花粉管生长。
龙雨[10](2014)在《水稻钾离子通道OsAKT1生理功能及其调控机制的电生理学研究》文中研究指明钾是植物所必需的三大营养元素之一,在植物生长发育过程中起着非常重要的作用。植物通过根细胞质膜上的钾离子通道和钾离子转运体从环境中吸收钾离子。已有报道显示,Shake钾离子通道蛋白家族成员可能在植物钾离子吸收、转运过程中发挥重要作用。AKT1是模式植物拟南芥中重要的Shaker钾离子通道蛋白,它主要参与拟南芥根部钾离子吸收过程。然而在作物中,目前对于Shake钾通道蛋白参与钾吸收、转运的功能研究还比较少。水稻是最重要的粮食作物之一,OsAKT1是水稻中的一个Shaker钾通道蛋白,与拟南芥AKT1具有较高的同源性。推测,OsAKT1可能在水稻根部钾离子吸收过程中起重要作用。本论文工作主要通过电生理学的实验方法深入研究分析OsAKT1在水稻根部钾吸收过程中的生理功能及其分子调控机制。OsAKTl主要在水稻根中表皮和维管组织中表达较强。亚细胞定位分析显示,OsAKT1特异地定位于细胞质膜上。将OsAKT1转入拟南芥aktl突变体后,OsAKT1可以恢复aktl突变体根细胞原生质体中缺失的内向钾离子电流。表型检测发现,水稻(ysakt1突变体表现出明显的低钾敏感表型。膜片钳和非损伤离子流速测定结果显示,与Dongjin亲本材料相比,osakt1突变体根细胞的内向钾离子电流显着减小,并且突变体根部钾离子吸收速率也显着降低。在osakt1/OsAKT1恢复突变水稻材料中,植株的低钾敏感表型得以恢复,根细胞的内向钾离子电流也得以恢复。对膜片钳实验结果分析发现,水稻OsAKT1和拟南芥AKT1都具有内向钾通道活性,但两者在通道激活特性上具有显着差异。上述结果说明,OsAKT1具有内向钾离子通道活性,它在水稻根部钾吸收过程中发挥着重要作用。拟南芥中的研究结果显示,AKT1的活性受钙感受器CBL1/9和蛋白激酶CIPK23的调控。推测,OsAKT1的活性可能也受水稻OsCBLs和OsCIPKs蛋白的调控。互作结果显示,OsAKT1可以和多个OsCIPKs蛋白(OsCIPK3、9、19、23)互作,并且这一互作依赖于OsCBL1的存在。本论文进一步利用爪蟾卵母细胞和HEK293细胞作为异源表达系统,深入研究了这些OsCBLs和OsCIPKs蛋白对OsAKT1活性的调控作用。研究发现,在爪蟾卵母细胞中单独表达OsAKT1并未检测到OsAKT1的通道活性,共表达10OsCBLs与OsCIPK3/9/19/23的cRNA组合后,仍不能激活OsAKT1的活性。而在HEK293细胞中,单独表达的OsAKT1就具有内向钾离子通道活性,共表达OsCBL1-OsCIPK19/23后,可以显着增强OsAKT1的活性。一方面,OsCBL1-OsCIPK23复合体对OsAKT1的活性增强作用明显强于OsCBL1-OsCIPK19复合体;另一方面,OsCBL1-OsCIPK23也能在非洲蟾卵母细胞中激活AKT1的通道活性。说明,CBL1-CIPK23对调控AKT1这一分子机制在拟南芥和水稻中是保守的,OsCBL1-OsCIPK23可能在水稻体内调控OsAKT1介导的钾吸收。本论文研究结果表明,Shaker钾离子通道OsAKT1具有内向钾离子通道活性,它在水稻根部钾离子吸收过程中发挥着重要作用。并且,OsAKT1的钾离子吸收活性受上游OsCBLl-OsCIPK23的调控。该研究结果说明,AKT1和OsAKT1具有类似的生理功能和钾吸收调控通路,但它们在通道特性以及分子调控机制上仍存在部分差异。
二、External pH regulates the inward K~+ channels in Brassica pollen protoplasts(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、External pH regulates the inward K~+ channels in Brassica pollen protoplasts(论文提纲范文)
(1)维管束植物气孔对脱落酸和光环境的响应(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩写词(Abbreviations) |
第一章 文献综述 |
1.1 植物气孔 |
1.2 气孔进化 |
1.3 干旱胁迫与气孔关闭 |
1.3.1 ABA诱导植物气孔的关闭 |
1.3.2 ABA生物合成 |
1.3.3 ABA受体复合体 |
1.3.4 ABA诱导气孔关闭的信号转导 |
1.4 光强度与气孔关闭 |
1.4.1 光与植物生长 |
1.4.2 波动光的意义 |
1.4.3 气孔光响应与叶片水分利用效率 |
1.4.4 夜间气孔行为 |
1.4.5 黑暗诱导植物气孔关闭的信号通路 |
1.5 论文的立题依据与科学意义 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料及生长条件 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 气体交换参数测定 |
2.2.2 叶水分损失率测量 |
2.2.3 气孔开度测量 |
2.2.4 保卫细胞ROS、NO和Ca~(2+)含量测定 |
2.2.5 保卫细胞液泡形态观察 |
2.2.6 微丝的荧光标记 |
2.2.7 NMT测量保卫细胞钙离子和钾离子流速测定 |
2.2.8 保卫细胞水渗透系数(P_f)测定 |
第三章 研究结果与分析 |
3.1 不同进化类群植物气孔对脱落酸的响应 |
3.1.1 ABA诱导的气孔关闭存在从无到有进化 |
3.1.2 ABA诱导气孔关闭的信号通路组分表达从无到有进化 |
3.1.3 ABA诱导保卫细胞液泡碎化和微丝重组从无到有进化 |
3.1.4 ABA诱导气孔关闭的细胞水孔蛋白活性增强从无到有进化 |
3.2 不同进化类群植物气孔光强的响应 |
3.2.1 气孔对光的可变光强的响应 |
3.2.2 暗处理气孔关闭 |
3.2.3 H_2O_2、NO和 Ca~(2+)参与黑暗诱导气孔关闭 |
3.2.4 黑暗诱导液泡碎化和微丝重组 |
3.2.5 黑暗处理胞间CO_2提升促进种子植物气孔快速关闭 |
第四章 讨论 |
4.1 ABA诱导气孔关闭的功能和通路渐变进化 |
4.1.1 ABA诱导气孔关闭的功能渐变进化 |
4.1.2 ABA诱导气孔关闭的通路渐变进化 |
4.2 维管束植物气孔对光环境的响应 |
4.2.1 沿进化类群植物对光强变化的敏感性增强 |
4.2.2 沿进化类群,植物对黑暗的敏感性增强 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
在学校期间的研究成果 |
致谢 |
(2)硼氮互作下棉花生理代谢及叶柄环带形成差异研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 文献综述 |
1.1 硼的重要性 |
1.1.1 土壤中的硼 |
1.1.2 植物中的硼 |
1.2 植物缺硼症状 |
1.2.1 植物缺硼的外观形态症状 |
1.2.2 植物缺硼的微观解剖症状 |
1.2.3 棉花缺硼症状叶柄环带研究 |
1.3 硼在植物体内生理功能 |
1.3.1 硼与细胞壁 |
1.3.2 硼与细胞膜 |
1.3.3 硼与碳代谢 |
1.3.4 硼与氮代谢 |
1.3.5 硼与酚类代谢 |
1.4 植物硼的吸收和转运 |
1.4.1 硼的吸收 |
1.4.2 硼的转运 |
1.5 硼对其它矿质元素的影响 |
1.6 氮的吸收、同化和再转运 |
1.7 氮对硼吸收利用的影响 |
2 研究背景、内容和技术路线 |
2.1 研究背景和意义 |
2.2 研究内容和方法 |
2.3 技术路线 |
3 棉花叶柄环带与非环带部位的差异 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验地点与材料 |
3.1.2 试验处理和样品制备 |
3.1.3 细胞壁物质的提取 |
3.1.4 扫描电镜切片的制备 |
3.1.5 透射电镜切片的制备 |
3.1.6 石蜡切片的制备 |
3.1.7 导管的离析 |
3.1.8 原子力显微镜测定细胞表面形貌及力学性能 |
3.1.9 纤维素与木质素的测定 |
3.1.10 还原糖和蔗糖的测定 |
3.1.11 叶柄养分的测定 |
3.2 数据处理与分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 硼对棉花叶柄环带发生程度的影响 |
3.3.2 棉花叶柄环带与非环带解剖结构差异 |
3.3.3 棉花叶柄环带与非环带导管分子形态 |
3.3.4 棉花叶柄环带与非环带亚细胞结构、细胞壁厚度和提取率差异 |
3.3.5 棉花叶柄环带与非环带细胞壁力学性能的差异 |
3.3.6 棉花叶柄环带与非环带还原糖和蔗糖含量差异 |
3.3.7 棉花叶柄不同部位养分的差异 |
3.4 讨论 |
3.4.1 棉花叶柄形成环带后维管束组织及导管的变化 |
3.4.2 棉花叶柄形成环带后细胞壁及其力学性质的变化 |
3.4.3 棉花叶柄形成环带后对其运输功能的影响 |
3.5 小结 |
4 缺硼和高氮诱导棉花叶柄环带的形成 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料与试验处理 |
4.1.2 土壤样品测定 |
4.1.3 植物样品调查和采集 |
4.1.4 叶柄硼和氮测定 |
4.1.5 石蜡切片的制备 |
4.1.6 细胞壁物质的提取 |
4.1.7 傅里叶红外光谱(FTIR) |
4.1.8 X射线衍射(XRD)测定 |
4.1.9 纤维素与木质素的测定 |
4.2 数据处理与分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 硼氮互作对棉花叶柄环带发生程度的影响 |
4.3.2 硼氮互作对棉花叶柄解剖结构影响 |
4.3.3 硼氮互作对棉花叶柄纤维素和木质素的影响 |
4.3.4 硼氮互作对棉花叶柄细胞壁衍射图谱的影响 |
4.3.5 硼氮互作对棉花叶柄细胞壁组分的影响 |
4.4 讨论 |
4.4.1 硼氮互作对棉花叶柄环带发生程度的影响 |
4.4.2 硼氮互作对棉花叶柄维管束组织的变化的影响 |
4.4.3 缺硼高氮对棉花叶柄环带细胞壁物质组分及结构的影响 |
4.5 小结 |
5 硼氮互作对棉花叶片碳氮代谢的影响 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料与试验处理 |
5.1.2 土壤样品的测定 |
5.1.3 光合和叶绿素的测定 |
5.1.4 非结构碳水化合物的测定 |
5.1.5 叶片代谢产物测定 |
5.2 数据处理与分析 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 硼氮互作对棉花叶片生长、叶绿素含量及光合相关指标的影响 |
5.3.2 硼氮互作对棉花地上部果糖、葡萄糖、蔗糖和淀粉含量的影响 |
5.3.3 硼氮互作对棉花叶片代谢产物相对含量的影响 |
5.3.4 硼氮互作对棉花叶片代谢产物热图及层级聚类分析 |
5.3.5 硼氮互作对棉花叶片代谢网络结构图的影响 |
5.4 讨论 |
5.4.1 缺硼高氮对棉花光合作用的影响机制 |
5.4.2 缺硼高氮对棉花叶片代谢通路的影响 |
5.5 小结 |
6 硼氮互作对棉花根系代谢的影响 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 试验材料与试验处理 |
6.1.2 根系细胞壁的提取 |
6.1.3 植物样和细胞壁硼测定 |
6.1.4 根尖形态、根系活体染色表征细胞活力和根系活力的测定 |
6.1.5 代谢分析 |
6.2 数据分析 |
6.3 结果分析 |
6.3.1 硼氮互作对棉花生物量的影响 |
6.3.2 硼氮互作对棉花硼含量、累积量及细胞壁硼含量的影响 |
6.3.3 硼氮互作对棉花根系形态、活力和丙二醛含量的影响 |
6.3.4 硼氮互作对棉花根系代谢产物相对含量的影响 |
6.3.5 硼氮互作对棉花根系代谢产物热图及层级聚类分析 |
6.3.6 硼氮互作对棉花根系代谢网络结构图的影响 |
6.4 讨论 |
6.4.1 缺硼和高氮对棉花根系生长及硼养分的影响 |
6.4.2 缺硼高氮对棉花根系生理代谢的影响 |
6.5 小结 |
7 硼氮互作对棉花离子组学及产量品质的影响 |
7.1 材料与方法 |
7.1.1 水培试验材料与试验处理 |
7.1.2 田间试验材料与试验处理 |
7.1.3 土壤样品的测定 |
7.1.4 植物样品采集和养分离子测定 |
7.1.5 棉花叶柄出现环带率测定 |
7.1.6 棉花铃数、铃重、产量和品质测定 |
7.2 数据处理与分析 |
7.3 结果与分析 |
7.3.1 硼氮互作对棉花伤流液矿质养分离子的影响 |
7.3.2 硼氮互作对棉花地上部和根部矿质养分离子的影响 |
7.3.3 硼氮互作对棉花不同生育期叶片硼氮含量的影响 |
7.3.4 硼氮互作对棉花叶柄出现环带的概率的影响 |
7.3.5 硼氮互作对棉花产量和品质的影响 |
7.4 讨论 |
7.4.1 棉花对硼氮应答的离子组学差异 |
7.4.2 硼氮互作对棉纤维品质和产量和影响 |
7.5 结论 |
8 总结与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 不足之处与展望 |
参考文献 |
研究生期间主要成果 |
研究生期间获得的荣誉和奖励 |
致谢 |
(3)苯肽胺酸对辣椒生长发育及抗逆性的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 植物生长调节剂的概念及分类 |
1.2 植物生长调节剂对作物生长发育的调控作用 |
1.2.1 促生长发育效应 |
1.2.2 增产效应 |
1.2.3 改善果实品质效应 |
1.2.4 其他效应 |
1.3 植物生长调节剂对提高作物抗逆性的作用 |
1.3.1 抗低温效应 |
1.3.2 抗干旱效应 |
1.3.3 其他抗性效应 |
1.4 植物生长调节剂在辣椒上的研究和应用现状 |
1.5 苯肽胺酸的研究概况 |
1.6 问题的提出及论文设计思路 |
第二章 苯肽胺酸对辣椒生长发育的影响 |
2.1 材料 |
2.1.1 供试材料 |
2.2 试验设计与方法 |
2.2.1 试验设计 |
2.2.2 植株形态指标的测定方法 |
2.2.3 辣椒叶片光合特性的测定方法 |
2.2.4 辣椒叶片内源激素含量的测定方法 |
2.2.5 辣椒果实品质的测定方法 |
2.2.6 辣椒产量的测定方法 |
2.3 数据分析 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 苯肽胺酸对辣椒幼苗形态指标的影响 |
2.4.2 苯肽胺酸对辣椒光合特性的影响 |
2.4.3 苯肽胺酸对辣椒叶片内源激素的影响 |
2.4.4 苯肽胺酸对辣椒果实品质的影响 |
2.4.5 苯肽胺酸对辣椒产量的影响 |
2.5 小结与讨论 |
第三章 苯肽胺酸对辣椒幼苗抗低温的影响 |
3.1 材料 |
3.1.1 供试材料 |
3.2 试验设计与方法 |
3.2.1 试验设计 |
3.2.2 植株形态指标的测定方法 |
3.2.3 辣椒叶片光合特性的测定方法 |
3.2.4 辣椒叶片生理生化指标的测定方法 |
3.3 数据分析 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 苯肽胺酸对辣椒幼苗抗低温能力初步评价结果 |
3.4.2 苯肽胺酸对辣椒幼苗形态指标的影响 |
3.4.3 苯肽胺酸对辣椒幼苗光合特性的影响 |
3.4.4 苯肽胺酸对辣椒幼苗抗逆生化指标的影响 |
3.5 小结与讨论 |
第四章 苯肽胺酸对辣椒幼苗抗干旱的影响 |
4.1 材料 |
4.1.1 供试材料 |
4.2 试验设计与方法 |
4.2.1 试验设计 |
4.2.2 植株形态指标的测定方法 |
4.2.3 辣椒叶片光合特性的测定方法 |
4.2.4 辣椒叶片生理生化指标的测定方法 |
4.3 数据分析 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 苯肽胺酸对辣椒幼苗抗干旱能力初步评价结果 |
4.4.2 苯肽胺酸对辣椒幼苗形态指标的影响 |
4.4.3 苯肽胺酸对辣椒幼苗光合特性的影响 |
4.4.4 苯肽胺酸对辣椒幼苗抗逆生化指标的影响 |
4.5 小结与讨论 |
第五章 问题与讨论 |
5.1 苯肽胺酸能促进辣椒的生长发育 |
5.2 苯肽胺酸具有增产和改善果实品质功效 |
5.3 苯肽胺酸可诱导辣椒幼苗抗低温和抗干旱 |
5.4 苯肽胺酸对辣椒幼苗抗低温胁迫的诱导效应优于干旱胁迫 |
5.5 苯肽胺酸提高辣椒幼苗抗逆性的主要作用方式为诱导作用 |
5.6 有待进一步开展的工作 |
第六章 结论 |
参考文献 |
附录A 附图 |
致谢 |
个人简历 |
(4)玉米保卫细胞质膜钾离子和阴离子通道的功能鉴定与调控机制研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
英文缩写 |
第一章 文献综述 |
1.1 离子通道/转运体介导气孔运动 |
1.1.1 质子泵与气孔运动 |
1.1.2 钾通道/转运体参与气孔运动 |
1.1.3 阴离子通道/转运体参与气孔运动 |
1.1.4 钙通道/转运体参与气孔信号传递 |
1.2 光、ABA、CO_2和Ca~(2+)信号调节气孔运动 |
1.2.1 光信号调节气孔运动 |
1.2.2 ABA信号调节气孔运动 |
1.2.3 CO_2信号调节气孔运动 |
1.2.4 Ca~(2+)信号调节气孔运动 |
1.3 保卫细胞中离子通道/转运体的调控 |
1.3.1 电压、Ca~(2+)和pH等调节离子通道/转运体活性 |
1.3.2 通道亚基异聚化调节离子通道活性 |
1.3.3 调节蛋白调节离子通道/转运体活性 |
1.3.4 囊泡运输和膜定位对离子通道/转运体的调控 |
1.4 本论文研究的目的和意义 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌株、细胞株和非洲爪蟾 |
2.1.3 常用载体 |
2.1.4 酶与常用生物化学试剂 |
2.2 实验仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 常用溶液和培养基配置 |
2.3.2 植物DNA的提取 |
2.3.3 植物总RNA提取、反转录和Real-Time PCR |
2.3.4 目的基因的克隆与载体构建 |
2.3.5 K~+吸收缺陷型酵母互补实验 |
2.3.6 酵母双杂交实验 |
2.3.7 拟南芥转基因植物的获得 |
2.3.8 玉米叶片GUS染色 |
2.3.9 亚细胞定位分析与BiFC检测蛋白互作 |
2.3.10 植物离体叶片失水速率检测 |
2.3.11 玉米叶片气孔密度测定 |
2.3.12 玉米叶片蒸腾速率和气孔导度测定 |
2.3.13 植物气孔开度测定 |
2.3.14 植物土壤干旱处理 |
2.3.15 叶片表面温度红外成像 |
2.3.16 非洲爪蟾卵母细胞双电极电压钳实验 |
2.3.17 HEK293细胞培养及膜片钳实验 |
2.3.18 玉米保卫细胞原生质体膜片钳实验 |
2.4 实验相关基因及所用引物信息 |
第三章 结果分析与讨论 |
3.1 玉米保卫细胞质膜内向钾通道特性及其活性调节的研究 |
3.1.1 光、ABA和Ca~(2+)调节玉米气孔运动 |
3.1.2 玉米保卫细胞质膜内向钾通道特性分析 |
3.1.3 pH、ABA和Ca~(2+)对玉米保卫细胞质膜内向钾通道活性的调节 |
3.1.4 小结与讨论 |
3.2 玉米内向钾通道KZM2和KZM3参与气孔运动的研究 |
3.2.1 KZM2与KZM3的组织表达与通道活性检测 |
3.2.2 KZM2负调节KZM3的通道活性 |
3.2.3 KZM2负调节光诱导的玉米气孔开放过程 |
3.2.4 KZM2负调节玉米保卫细胞质膜内向钾通道 |
3.2.5 KZM2和KZM3共同参与玉米气孔开放过程 |
3.2.6 小结与讨论 |
3.3 ZmCPK35和ZmCPK37调节ZmSLAC1参与气孔运动的研究 |
3.3.1 ZmSLAC1的组织表达模式与亚细胞定位 |
3.3.2 拟南芥atslac1/ZmSLAC1株系生理表型检测 |
3.3.3 玉米zmslac1突变体干旱表型检测 |
3.3.4 ZmCPK35和ZmCPK37的组织表达模式与亚细胞定位 |
3.3.5 ZmCPK35和ZmCPK37激活ZmSLAC1的NO_3~-/Cl~-转运活性 |
3.3.6 拟南芥atcpk8/ZmCPK35和atcpk8/ZmCPK37株系干旱表型检测 |
3.3.7 ZmCPK35和ZmCPK37玉米超量表达株系干旱表型检测 |
3.3.8 小结与讨论 |
第四章 结论和展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(5)玉米AKINβγ蛋白与水稻黑条矮缩病毒P8蛋白的分子互作研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
第一章 引言 |
1.1 玉米粗缩病和水稻黑条矮缩病发生概况 |
1.1.1 玉米粗缩病发生概况 |
1.1.2 玉米粗缩病的病害症状和病原 |
1.1.3 水稻黑条矮缩病发生概况 |
1.1.4 水稻黑条矮缩病的症状及病原 |
1.2 水稻黑条矮缩病毒研究概述 |
1.2.1 水稻黑条矮缩病毒的分类地位 |
1.2.2 RBSDV的传播 |
1.2.3 RBSDV病毒粒体和基因组特征 |
1.2.4 RBSDV编码蛋白的功能研究 |
1.2.5 RBSDV P8蛋白的功能研究 |
1.2.6 Reoviridae病毒副核心蛋白研究进展 |
1.2.7 RBSDV与寄主植物的相互作用 |
1.3 AKINβγ蛋白研究进展 |
1.3.1 SNF1/AMPK/SnRK1蛋白激酶复合体的构成 |
1.3.2 SNF1/AMPK/SnRK1蛋白激酶复合体的功能研究 |
1.3.3 SNF4、AMPKγ、AKINβγ蛋白的功能保守性 |
1.3.4 SNF4蛋白的功能 |
1.3.5 AMPKy蛋白的功能 |
1.3.6 植物中AKINγ蛋白的功能 |
1.3.7 植物中AKINβγ蛋白的功能 |
1.4 植物糖代谢 |
1.4.1 植物中的糖代谢途径 |
1.4.2 糖代谢调控植物生长和发育 |
1.4.3 植物糖代谢响应病原物侵染 |
1.4.4 植物糖代谢响应病毒侵染 |
1.5 本研究的目的和意义 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 病毒、载体和菌种 |
2.1.2 植物材料 |
2.1.3 抗体 |
2.1.4 酶和生化试剂 |
2.2 常用溶液、试剂和培养基的配置 |
2.3 基本实验方法 |
2.3.1 RBSDV接种 |
2.3.2 植物总RNA的提取 |
2.3.3 去除总RNA中的基因组DNA |
2.3.4 RNA的纯化 |
2.3.5 反转录反应 |
2.3.6 PCR反应 |
2.3.7 PCR或酶切产物直接或切胶回收 |
2.3.8 酶切和连接反应 |
2.3.9 大肠杆菌DH5α感受态细胞的制备与转化 |
2.3.10 大肠杆菌质粒DNA的提取 |
2.3.11 农杆菌浸润法瞬时表达目的蛋白 |
2.3.12 酵母双杂交(yeast-two hybrid,Y2H)筛选玉米cDNA文库及回转验证 |
2.3.13 酵母互补实验 |
2.3.14 玉米原生质体制备与转化 |
2.3.15 基因枪轰击玉米叶片瞬时表达蛋白 |
2.3.16 实时荧光定量RT-PCR |
2.3.17 Western blotting分析 |
2.3.18 BMV VIGS沉默玉米寄主基因 |
2.3.19 可溶性糖含量的测定 |
2.3.20 淀粉含量的测定 |
第三章 与RBSDV P8蛋白互作的寄主因子筛选 |
3.1 RBSDV侵染玉米后的症状发生 |
3.1.1 RBSDV接种玉米自交系Va35 |
3.1.2 RBSDV接种玉米后的症状发生情况 |
3.2 与RBSDV P8蛋白互作的玉米寄主因子筛选 |
3.2.1 载体构建 |
3.2.2 P8蛋白的自激活检测 |
3.2.3 筛选玉米中与P8互作的寄主蛋白 |
3.2.4 ZmAKINβγ-2蛋白的生物信息学分析 |
3.2.5 小结与讨论 |
第四章 P8与ZmAKINβγ的互作分析 |
4.1 BiFC验证P8与ZmAKINβγ-2的互作 |
4.1.1 载体构建 |
4.1.2 BiFC验证P8与ZmAKINβγ-2在本生烟细胞中互作 |
4.1.3 BiFC验证P8与ZmAKINβγ-2在玉米原生质体细胞中互作 |
4.2 ZmAKINβγ-2与P8互作的关键结构域鉴定 |
4.2.1 ZmAKINβγ-2的结构域分析及载体构建 |
4.2.2 Y2H分析ZmAKINβγ-2与P8互作的关键结构域 |
4.3 P8与ZmAKINβγ-2互作的关键结构域 |
4.3.1 P8的结构域分析及载体构建 |
4.3.2 Y2H分析P8与ZmAKINβγ-2互作的关键结构域 |
4.4 P8与ZmAKINβγ的互作分析 |
4.4.1 基因克隆及载体构建 |
4.4.2 ZmAKINβγ-2与RBSDV编码其它病毒蛋白的互作分析 |
4.4.3 P8与AKINβγ同源蛋白的互作分析 |
4.4.4 ZmAKINβy-2与SRBSDV编码SP8蛋白的互作分析 |
4.5 小结与讨论 |
第五章 ZmAKINβγ的表达分析 |
5.1 RBSDV侵染对ZmAKINβγ转录水平的影响 |
5.1.1 ZmAKINβγ在苗期玉米不同组织中的表达水平分析 |
5.1.2 RBSDV侵染不同阶段对ZmAKINβγ达水平的影响 |
5.2 ZmAKINβy在玉米原生质体细胞中的亚细胞定位 |
5.2.1 载体构建 |
5.2.2 ZmAKINβγ在玉米原生质体细胞中的亚细胞定位 |
5.2.3 ZmAKINβγ在本生烟细胞中的亚细胞定位 |
5.3 RBSDV侵染影响ZmAKNβγ的亚细胞定位 |
5.4 P8影响ZmAKINβγ的生物学活性 |
5.4.1 载体构建 |
5.4.2 P8影响ZmAKINβy的γ亚基功能 |
5.5 小结与讨论 |
第六章 ZmAKINβγ对RBSDV侵染的影响及参与的生理途径 |
6.1 BMV VIGS沉默ZmAKINβγ基因 |
6.1.1 构建沉默载体并在本生烟中扩繁BMV病毒粒子 |
6.1.2 沉默ZmAKINβγ基因的玉米无明显表型变化 |
6.1.3 沉默玉米ZmAKINβγ基因促进RBSDV侵染 |
6.2 BMV VIGS沉默ZmAKINβγ因影响玉米糖代谢 |
6.2.1 沉默ZmAKINβγ基因影响糖代谢相关基因的表达 |
6.2.2 沉默ZmAKINβγ基因调控糖类物质积累量 |
6.3 ZmAKINβγ影响RBSDV侵染所参与的生理途径 |
6.3.1 RBSDV侵染影响玉米糖代谢相关基因的表达 |
6.3.2 RBSDV侵染影响糖类物质积累量 |
6.3.3 葡萄糖处理促进RBSDV积累 |
6.3.4 蔗糖和硝酸银处理不影响RBSDV积累 |
6.4 小结与讨论 |
第七章 ZmAKINβγ生理功能的探索 |
7.1 ZmAKINβγ响应不同类型病毒的侵染 |
7.2 ZmAKINβγ-2在本生烟叶片中诱发细胞坏死反应 |
7.3 小结与讨论 |
结论与展望 |
1. 主要结果和结论 |
2. 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录Ⅰ: RBSDV侵染玉米产生的病毒源小干扰RNA的特征 |
参考文献 |
附录Ⅱ 引物列表 |
附表1 实时荧光定量RT-PCR所用的引物 |
附表2 载体构建和检测所用引物 |
个人简介 |
(6)拟南芥转运蛋白NRT1.5/NPF7.3调控K+在木质部装载的分子机制研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
英文缩写 |
第一章 文献综述 |
1.1 钾在植物生长发育过程中的生理功能 |
1.1.1 钾在植物体内的分布 |
1.1.2 钾在植物生长发育过程中的生理作用 |
1.1.3 植物缺钾症状 |
1.1.4 植物体内钾离子的吸收转运系统 |
1.2 氮在植物生长发育过程中的生理功能和重要性 |
1.2.1 氮的生理功能 |
1.2.2 土壤中的氮和植物缺氮症状 |
1.2.3 植物的NO_3~-吸收系统 |
1.2.4 植物中NO_3~-的转运系统 |
1.2.5 NO_3~-在冠部的分配 |
1.2.6 NPF家族成员的其他功能 |
1.3 植物吸收利用钾和氮的相互影响 |
1.4 本研究工作的立题依据和意义 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 动物材料 |
2.1.3 菌株和载体 |
2.1.4 常用试剂 |
2.1.5 常用仪器 |
2.2 常用分子生物学实验 |
2.2.1 分子克隆 |
2.2.2 质粒定点突变 |
2.3 植物材料的培养 |
2.3.1 拟南芥消毒、低温处理以及点种 |
2.3.2 移苗实验 |
2.3.3 培养基配方 |
2.4 拟南芥转基因材料的获得 |
2.4.1 拟南芥转基因材料的构建 |
2.4.2 拟南芥的杂交 |
2.5 植物材料的鉴定 |
2.5.1 T-DNA插入突变体的DNA水平鉴定 |
2.5.2 RNA水平检测材料的表达量 |
2.6 叶绿素含量测定 |
2.7 测定植物材料中K~+、NO_3~-、Ca_(2+)和Mg~(2+)含量 |
2.7.1 植物材料K~+、Ca_(2+)和Mg~(2+)含量测定 |
2.7.2 植物材料NO_3~+含量测定 |
2.8 伤流液中K~+、NO_3~-含量的测定 |
2.9 酵母钾营养实验 |
2.9.1 酵母钾营养吸收缺陷互补实验 |
2.9.2 酵母钾营养外排缺陷互补实验 |
2.10 非洲爪蟾卵母细胞实验 |
2.10.1 非洲爪蟾饲养方法 |
2.10.2 载体的构建 |
2.10.3 大量质粒的提取 |
2.10.4 质粒线性化 |
2.10.5 体外转录 |
2.10.6 手术取卵 |
2.10.7 显微注射 |
2.10.8 电流记录 |
2.10.9 排钾实验 |
2.11 非损伤微测技术测定爪蟾卵母细胞K~+和H~+流速 |
2.11.1 材料的准备 |
2.11.2 爪蟾卵母细胞非损伤离子流速测定方法 |
2.12 同源进化分析 |
2.13 双分子荧光互补实验 |
2.14 实验中所用引物 |
2.14.1 鉴定材料所用引物 |
2.14.2 构建载体所用引物 |
2.14.3 构建点突变载体所用引物 |
第三章 实验结果与分析 |
引言 |
3.1 lks2突变体具有低钾敏感表型 |
3.2 LKS2编码NPF家族成员蛋白NRT1.5/NPF7.3 |
3.2.1 nrt1.5突变体的低钾表型检测 |
3.2.2 低钾萌发表型检测 |
3.2.3 回补材料表型检测 |
3.3 NRT1.5参与拟南芥K~+由根部向冠部转运的生理过程 |
3.3.1 K~+和NO_3~-含量测定 |
3.3.2 木质部伤流液中K~+和NO_3~-含量测定 |
3.4 NRT1.5过表达材料的低钾表型检测 |
3.5 lks2冠部发黄的敏感表型只依赖于低钾而不依赖于NO_3~- |
3.5.1 不同K~+和NO_3~-浓度条件下的表型检测 |
3.5.2 无NO_3~-条件下的表型检测 |
3.5.3 不同NH_4~+浓度条件下的表型检测 |
3.6 NRT1家族成员突变体的低钾表型检测 |
3.7 NRT1.5参与调控K~+转运的分子机制 |
3.7.1 钾吸收转运相关基因的表达量检测 |
3.7.2 skor和chx21突变体的低钾表型检测 |
3.7.3 植株体内阳离子的根冠比分析 |
3.7.4 酵母中检测NRT1.5的K~+转运活性 |
3.7.5 非洲爪蟾卵母细胞中检测NRT1.5的K~+转运活性 |
3.7.6 胞外pH对NRT1.5转运K~+活性的影响 |
3.7.7 电压钳实验检测NRT1.5的K~+转运活性 |
3.7.8 细胞内外NO_3~-对NRT1.5外向K~+转运活性的影响 |
3.7.9 NRT1.5中可能的结合K~+位点 |
3.7.10 NRT1.5同源蛋白外向转运K~+活性的检测 |
3.7.11 检测NRT1.5的N03-转运活性 |
3.8 K~+和NO_3~-在植物体内协同转运的分析 |
3.8.1 在不同K~+浓度条件下测定伤流液中K~+和NO_3~-含量 |
3.8.2 在不同浓度NO_3~-条件下测定nrt1.5木质部伤流液中K~+和NO_3~-含量 |
3.9 NRT1.5的调控机制分析 |
第四章 结论 |
第五章 讨论 |
5.1 NPF家族成员功能的多样性 |
5.2 K~+和NO_3~-协同转运的可能机制 |
5.3 NRT1.5、SKOR参与K~+转运的关系 |
5.4 NRT1.5的调控机制 |
5.5 作物中NRT1.5同源蛋白的功能 |
参考文献 |
致谢 |
附录:优化密码子前后的核苷酸序列比对 |
作者简历 |
(7)乙酰转移酶基因DPW2(DEFECTIVE POLLEN WALL 2)控制水稻花粉壁发育机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词表 |
第一章 综述 |
1.1 前言 |
1.2 角质层及花粉外壁形成相关的主要代谢途径 |
1.2.1 植物脂肪酸代谢途径 |
1.2.2 植物苯丙氨酸代谢途径 |
1.3 水稻花药角质层结构形成研究进展 |
1.3.1 花药角质生化合成途径 |
1.3.2 花药蜡质生化合成途径 |
1.4 花粉壁的发育 |
1.4.1 花粉壁的结构 |
1.4.2 花粉壁形成的步骤及主要参与基因 |
1.4.3 孢粉素合成和转运途径 |
1.4.4 酚类物质参与花粉壁的形成 |
1.5 BAHD家族HXXXD类型乙酰转移酶研究 |
1.5.1 BAHD家族的来源 |
1.5.2 BAHD序列及其结构 |
1.5.3 BAHD进化及功能分析 |
1.6 论文主要研究目的和意义 |
第二章 dpw2 突变体表型分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 仪器 |
2.1.3 实验试剂及配置 |
2.1.4 实验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 dpw2 是完全雄性不育突变体 |
2.2.2 dpw2 花粉发育滞后 |
2.2.3 dpw2 花粉不能够完成第二次有丝分裂 |
2.2.4 dpw2 花药后期不能开裂、花粉无活力 |
2.2.5 dpw2 花药表皮发育异常 |
2.2.6 dpw2 花粉壁发育异常 |
2.3 小结与讨论 |
2.3.1 DPW2 影响花药后期发育 |
2.3.2 DPW2 影响花药腔开裂 |
2.3.3 DPW2 影响花粉第二次有丝分裂 |
2.3.4 花药绒毡层、中层的延迟降解与雄性育性之间的关系 |
2.3.5 花粉内壁缺陷与花药绒毡层、中层之间的关系 |
第三章 DPW2 的图位克隆及表达分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 菌株 |
3.1.3 实验器材与设备 |
3.1.4 实验试剂 |
3.1.5 实验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 DPW2 基因定位和遗传学验证 |
3.2.2 DPW2 在花药绒毡层和小孢子中表达 |
3.3 小结与讨论 |
3.3.1 DPW2 基因是一个新的雄性不育基因 |
3.3.2 DPW2 的时空表达特点 |
第四章 DPW2 生化功能分析 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验试剂 |
4.1.3 实验方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 dpw2 突变体中花药和花粉细胞壁成分的改变 |
4.2.2 dpw2 突变体花药角质和蜡质含量异常 |
4.2.3 DPW2 蛋白具有羟基肉桂酸转移酶活性 |
4.3 小结与讨论 |
4.3.1 DPW2 属于一个保守的BAHD超家族酰基转移酶成员 |
4.3.2 DPW2 对水稻花药外壁和花粉壁的低聚物和聚合物形成非常重要 |
4.3.3 DPW2 在水稻雄性生殖发育过程中的作用 |
第五章 全文总结和展望 |
5.1 结论 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
附录一 图位克隆引物 |
附录二 载体构建引物 |
致谢 |
已发表论文 |
(8)菊花及其近缘种属植物质膜Na+/H+逆向转运蛋白SOS1s基因克隆与功能鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词表 |
引言 |
第一章 文献综述 |
1 植物耐盐机理的研究进展 |
1.1 盐分对植物的危害 |
1.2 植物的耐盐机制 |
2 植物耐涝胁迫的研究进展 |
3 植物耐盐和涝协同胁迫的研究进展 |
4 质膜Na~+/H~+逆向转运蛋白SOS1基因的研究进展 |
4.1 高等植物中SOS1基因的发现及其克隆 |
4.2 SOS1基因编码蛋白的拓扑结构及其特性 |
4.3 SOS1基因的表达调控特性 |
4.4 SOS1在植物耐盐中的主要功能 |
4.5 SOS1基因在植物转基因育种中的应用 |
5 菊花及其近缘种属植物耐盐性和耐涝性相关研究进展 |
6 本研究的目的意义 |
第二章 菊花及其三种近缘种属植物耐盐性鉴定 |
1 材料与方法 |
1.1 植物材料 |
1.2 试验方法 |
2 结果与分析 |
2.1 盐胁迫下植株的表型观察 |
2.2 盐胁迫对植株根、茎、叶各部位Na~+含量的影响 |
3 讨论 |
第三章 菊花及其三种近缘种属植物SOS1s基因克隆、序列分析及表达特性 |
1 材料与方法 |
1.1 植物材料、载体与菌株 |
1.2 4种植物SOS1s基因的克隆 |
1.3 4个SOS1s基因序列分析及系统进化树构建 |
1.4 盐胁迫后4种植物SOS1s基因的表达特性分析 |
2 结果与分析 |
2.1 4种植物SOS1s基因克隆及序列分析 |
2.2 4个SOS1s基因的系统进化树分析 |
2.3 盐胁迫后4种植物SOS1s基因的表达特性分析 |
3 讨论 |
第四章 菊花及其三种近缘种属植物SOS1s基因在酵母中的功能验证 |
1 材料与方法 |
1.1 载体与菌株 |
1.2 酵母表达载体构建及转化 |
1.3 菊花及其3种近缘种属植物SOS1s基因在酵母中的功能验证 |
1.4 AjSOS1定点突变及AjSOS1muts在酵母中功能分析 |
2 结果与分析 |
2.1 酵母表达载体的构建 |
2.2 4个SOS1s基因在酵母中的功能验证 |
2.3 AjSOS1定点突变及AjSOS1muts酵母表达载体构建 |
2.4 AjSOS1在酵母突变体ANT3中Na~+转运能力的差异比较 |
3 讨论 |
第五章 菊花及其三种近缘种属植物SOS1s基因的功能鉴定 |
第一节 4个SOS1s转基因植物的耐盐性分析 |
1 材料与方法 |
1.1 植物材料、表达载体与菌株 |
1.2 植物表达载体的构建 |
1.3 '神马'的遗传转化和转基因株系的耐盐性鉴定 |
1.4 拟南芥的遗传转化和转基因株系的耐盐性鉴定 |
2 结果与分析 |
2.1 转基因菊花阳性株系的获得及分子鉴定 |
2.2 转基因菊花的耐盐性分析 |
2.3 转基因拟南芥的获得及耐盐性分析 |
3 讨论 |
第二节 CmSOS1转基因菊花的耐盐和耐涝性分析 |
1 材料与方法 |
1.1 植物材料、表达载体和菌株 |
1.2 植物表达载体构建及'神马'的遗传转化 |
1.3 转基因株系的淹水和盐处理 |
1.4 生理指标的测定 |
2 结果与分析 |
2.1 pBIG-CmSOS1相关植物表达载体的构建 |
2.2 转基因抗性植株的获得及分子鉴定 |
2.3 转基因株系在淹水和盐处理下的表型及生理特性分析 |
3 讨论 |
全文结论 |
创新点 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表论文、申请专利及参与的科研项目 |
致谢 |
(9)拟南芥CML25调控花粉萌发及花粉管生长的机理研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
英文缩写表 |
第一章 文献综述 |
1 Ca~(2+)在调控花粉萌发和花粉管极性生长中的作用 |
1.1 Ca~(2+)是花粉萌发和花粉管极性生长必须的调控因子 |
1.2 Ca~(2+)振荡和花粉管生长 |
1.3 胞质Ca~(2+)浓度梯度的形成和维持 |
1.4 Ca~(2+)与调控花粉萌发和花粉管生长的其它信号因子的关系 |
2 植物钙信号感受蛋白在花粉萌发和花粉管生长中的作用 |
2.1 CaM家族 |
2.2 CDPK家族 |
2.3 CBL-CIPK家族 |
2.4 CML家族 |
3 K~+在花粉萌发和花粉管生长中的作用 |
3.1 K~+是维持花粉萌发和花粉管生长必须的因子 |
3.2 Ca~(2+)信号介导花粉管中K~+通道活性的调控 |
4 立题依据及研究内容 |
第二章 CML25参与调控花粉萌发及花粉管生长 |
引言 |
1 实验材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 常用培养基与溶液的配制 |
1.3 实验方法 |
2 结果与分析 |
2.1 CML25基因编码的氨基酸序列分析 |
2.2 CML25蛋白的原核表达及纯化 |
2.3 CML25具有Ca~(2+)结合活性 |
2.4 CML25表达模式 |
2.5 CML25是胞质表达定位的蛋白质 |
2.6 CML25功能缺失突变体的获取及分子鉴定 |
2.7 CML25正向调控花粉萌发和花粉管生长 |
3 讨论 |
第三章 CML25参与调控花粉萌发和花粉管生长的作用机制 |
引言 |
1 实验材料与方法 |
1.1 实验材料与试剂 |
1.2 实验方法 |
2 结果与分析 |
2.1 cml25突变体花粉粒核发育正常 |
2.2 胞外不同浓度的Ca~(2+)对花粉萌发和花粉管生长的影响 |
2.3 胞外不同浓度的K~+对花粉萌发和花粉管生长的影响 |
2.4 CML25的功能缺失改变了胞内Ca~(2+)信号 |
2.5 CML25介导Ca~(2+)十对花粉和花粉管质膜内向K~+通道的调控 |
3 讨论 |
第四章 CML25可能的互作蛋白CIP1功能的初步探究 |
引言 |
1 实验材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 常用培养基与溶液的配制 |
1.3 实验方法 |
2 结果与分析 |
2.1 3AT浓度筛选 |
2.2 筛选酵母文库和蛋白互作性验证 |
2.3 蛋白互作的双分子荧光互补(BiFC)验证 |
2.4 CIP1是胞质表达定位蛋白质 |
2.5 CIP1负调控花粉管生长 |
3 讨论 |
总结 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(10)水稻钾离子通道OsAKT1生理功能及其调控机制的电生理学研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
目录 |
英文缩写 |
第一章 引言 |
1.1 钾在植物生长以及作物种植中的重要性 |
1.1.1 钾的生理功能 |
1.1.2 钾在土壤中的含量及分布 |
1.2 植物钾营养吸收的分子机制 |
1.3 植物钾通道和钾转运体的研究进展 |
1.3.1 钾离子通道的研究 |
1.3.2 钾离子转运体的研究 |
1.3.3 水稻钾离子通道及转运体的研究进展 |
1.3.4 其他植物中的钾离子通道及钾转运体介绍 |
1.4 钾离子通道和钾转运体的调控机制 |
1.4.1 转录水平调控 |
1.4.2 翻译后调控 |
1.5 电生理学技术研究离子通道简介 |
1.5.1 电生理技术 |
1.5.2 电压钳记录 |
1.5.3 电流钳技术 |
1.5.4 非损伤微测技术简介 |
1.6 本研究工作的立题依据和意义 |
第二章 实验材料及实验方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 水稻 |
2.1.2 拟南芥 |
2.1.3 非洲爪蟾 |
2.1.4 哺乳动物细胞系 |
2.1.5 常用菌株 |
2.1.6 克隆载体 |
2.1.7 酶、试剂盒及各种化学药品 |
2.2 实验仪器 |
2.3 研究涉及的实验方法 |
2.3.1 材料构建 |
2.3.2 植物基因表达组织定位和亚细胞定位实验 |
2.3.3 验证蛋白间互作的实验方法 |
2.3.4 转基因材料的获得(农杆菌转化法) |
2.3.5 转基因材料的获得(基因枪转化法) |
2.3.6 转基因材料的鉴定 |
2.3.7 低钾水培实验水稻钾含量测定 |
2.3.8 非洲爪蟾卵母细胞母细胞双电极电压钳实验 |
2.3.9 HEK293细胞膜片钳实验 |
2.3.10 HEK293细胞Western Blot检测 |
2.3.11 拟南芥根细胞膜片钳实验 |
2.3.12 水稻根细胞膜片钳实验 |
2.3.13 水稻根组织非损伤测离子流速方法 |
2.4 实验中所用到的引物序列 |
第三章 实验结果与分析 |
3.1 OsAKT1组织表达分布及OsAKT1蛋白亚细胞定位 |
3.1.1 OsAKT1主要在根部表达 |
3.1.2 OsAKT1在质膜定位 |
3.2 osakt1突变体根组织钾离子内流速度低于Dongjin材料 |
3.3 osakt1突变体根细胞原生质体的内向钾电流小于Dongjin材料 |
3.3.1 水稻根细胞原生内向钾离子电流记录 |
3.4 osakt1/OsAKT1恢复突变材料能回复osaktl突变体的低钾敏感表型 |
3.4.1 osakt1/OsAKT1恢复突变材料准备 |
3.4.2 osakt1/OsAKT1恢复突变材料的低钾表型观察 |
3.4.3 osakt1/OsAKT1恢复突变材料生物量、钾含量的测定 |
3.4.4 osaktHOsAKTl恢复突变材料根细胞原生质体膜片甜实验 |
3.5 利用异源系统验证OsAKT1的钾吸收功能 |
3.5.1 akt1/OsAKT1材料根细胞原生质体内向钾电流分析 |
3.5.2 非洲爪蟾卵母细胞中检测不到OsAKT1钾离子通道活性 |
3.5.3 HEK293细胞中能检测到OsAKT1内向钾通道活性 |
3.6 OsCIPK23与OsAKT1、OsCBL1均能互作 |
3.7 OsCBL1与OsCIPK23不能在非洲爪蟾卵母细胞中激活OsAKT1 |
3.8 OsCIPKs与OsAKT1、OsCBL1的蛋白互作检测 |
3.8.1 OsCIPKs与OsAKT1胞内区酵母互作分析 |
3.8.2 双分子荧光互补实验检测OsCIPK3、9、19与OsAKT1的蛋白互作 |
3.9 OsCIPK3、9、19、23不能在非洲爪蟾卵母细胞中激活OsAKT1 |
3.10 OsCBL1与OsCIPK23一起表达能在HEK293细胞中增增强OsAKT1钾离子通道活性 |
3.10.1 OsCBL1与OsCIPK23能增强OsAKT1的内向钾电流 |
3.10.2 OsCBL1、OsCIPK23对OsAKT1通道活性及特性的影响 |
3.11 OsCIPK19也能与OsCBL1一起在HEK293细胞中增强OsAKT1钾离子通道活性 |
3.12 OsAKT1通道调控机制的特殊性 |
3.13 细胞内Ca~(2+)离子浓度对于OsAKT1活性的影响 |
3.14 水稻稻瘟病无毒蛋白AvrX对OsAKT1的影响 |
3.14.1 AvrX对OsAKT1通道活性及特性的影响 |
3.14.2 AvrX对OsAKT1的影响 |
第四章 讨论与展望 |
4.1 Os01g0648000是拟南芥AKT1在水稻中同源基因OsAKT1 |
4.2 OsAKT1在水稻钾离子吸收中的作用 |
4.3 OsAKT1 N端序列分析 |
4.3.1 OsAKT1-N不能在非洲爪蟾卵母细胞中被OsCBL1-OsCIPK23调控介导内向钾电流 |
4.3.2 OsAKT1-N在HEK293细胞中具有钾通道活性 |
4.3.3 OsAKT1-N能与OsCIPK23互作 |
4.3.4 OsAKT1-N在HEK293细胞中能被OsCBL1-OsCIPK23调控增强钾通道活性 |
4.4 OsAKT1能在极低钾离子浓度下介导钾离子内流 |
4.5 OsAKT1与水稻稻瘟病之间的关系 |
4.6 结论 |
4.7 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
四、External pH regulates the inward K~+ channels in Brassica pollen protoplasts(论文参考文献)
- [1]维管束植物气孔对脱落酸和光环境的响应[D]. 龚磊. 兰州大学, 2021(09)
- [2]硼氮互作下棉花生理代谢及叶柄环带形成差异研究[D]. 李鸣凤. 华中农业大学, 2019(01)
- [3]苯肽胺酸对辣椒生长发育及抗逆性的影响[D]. 吴琼. 西北农林科技大学, 2019(08)
- [4]玉米保卫细胞质膜钾离子和阴离子通道的功能鉴定与调控机制研究[D]. 高永强. 中国农业大学, 2017(02)
- [5]玉米AKINβγ蛋白与水稻黑条矮缩病毒P8蛋白的分子互作研究[D]. 李明骏. 中国农业大学, 2017(05)
- [6]拟南芥转运蛋白NRT1.5/NPF7.3调控K+在木质部装载的分子机制研究[D]. 李红. 中国农业大学, 2016(02)
- [7]乙酰转移酶基因DPW2(DEFECTIVE POLLEN WALL 2)控制水稻花粉壁发育机理研究[D]. 徐大伟. 上海交通大学, 2016(03)
- [8]菊花及其近缘种属植物质膜Na+/H+逆向转运蛋白SOS1s基因克隆与功能鉴定[D]. 高姣姣. 南京农业大学, 2015(12)
- [9]拟南芥CML25调控花粉萌发及花粉管生长的机理研究[D]. 王双双. 山东大学, 2015(01)
- [10]水稻钾离子通道OsAKT1生理功能及其调控机制的电生理学研究[D]. 龙雨. 中国农业大学, 2014(08)