缺锌胁迫下柑橘的生理变化及ZIP家族基因克隆与表达分析

缺锌胁迫下柑橘的生理变化及ZIP家族基因克隆与表达分析

作者:师大云端图书馆 时间:2017-04-27 分类:参考文献 喜欢:2455
师大云端图书馆

【摘要】锌是柑橘生长发育必不可少的微量矿质营养元素,参与核酸、蛋白质合成、脂质代谢、激素代谢、光合作用、生物膜完整性的维持、活性氧的清除等多种生理生化过程。然而,缺锌在柑橘生产中普遍存在,极大影响柑橘产量和品质。现有的营养诊断与矫治手段也难以解决柑橘缺锌问题。为此,本研究拟从基础研究入手,研究柑橘在缺锌胁迫下的生理生化及基因表达变化规律,克隆柑橘缺锌响应相关基因,并进行功能预测分析,为发展新的柑橘缺锌早期诊断与矫治方法奠定理论基础。本研究以田间8年生卡里佐枳橙(Carrizocitrange,Citrussinensis(L.)Osbeck×Poncirustrifoliata(L.)Raf.)砧凤晚脐橙为试验材料,测定不同程度斑驳黄化缺锌叶片的矿质营养元素含量、叶绿素含量、光合作用能力、抗氧化酶活性及ZIP(ZRT,IRT-likeprotein)家族基因的表达水平;以水培缺锌处理枳(Poncirustrifoliata(L.)Raf.)幼苗为试验材料,测定缺锌胁迫处理不同时间下根、叶中ZIP基因的表达水平并克隆相关基因序列。主要结果如下:1、缺锌对柑橘叶绿素含量和光合作用的影响。首先对田间对照、轻度、中度和重度斑驳黄化叶片的11种营养元素含量测定分析表明,随黄化程度加重,锌含量显著下降,其他元素无显著差异,证明缺锌是导致叶片黄化的主要原因。以此叶片样品测定叶绿素含量和光合作用表明:随缺锌程度(黄化程度)的加重,叶绿素含量和类胡萝卜素含量逐渐下降,其中中度、重度缺锌叶片较对照叶片呈极显著下降,但轻度缺锌叶片与对照叶片无显著性差异;叶片净光合速率随缺锌程度加重呈现显著的下降趋势,气孔导度和蒸腾速率也均有不同程度的下降,胞间CO2浓度在重度缺锌时比对照、轻度和中度缺锌时均有较大提高。2、缺锌对柑橘抗氧化能力的影响。与对照叶片相比,轻度缺锌叶片可溶性蛋白质含量显著升高,中度和重度缺锌叶片则显著下降;对酶活性的影响则表现为重度缺锌叶片的POD、SOD和CAT酶活性显著增强,Cu-ZnSOD酶活性显著下降,其它无显著性差异。3、ZIP家族基因在田间不同缺锌程度柑橘叶片中表达差异。与对照叶片相比,ZIP1基因在轻度缺锌时表达量下调1.8倍,而在中度、重度缺锌叶片中显著升高;ZIP3和ZIP4基因表达量随缺锌程度的加剧呈显著升高趋势,ZIP2基因表达量则在各分析样品中无显著变化。上述结果说明,ZIP家族不同基因在不同程度的缺锌胁迫下表达量有所不同,其中ZIP、ZIPS和ZIP4基因明显受缺锌诱导。4、ZIP家族基因在枳水培幼苗不同缺锌时间下表达变化。枳幼苗在缺锌处理不同时间后,分析了ZIP家族基因在根系和叶片中的表达水平。在根系中,ZIP1基因在缺锌第3天表达量显著上调,15天达到最高,是0天时的11倍;在叶片中,ZIP1基因在缺锌第1天就上调表达2倍以上,其中15天时上调约24倍。ZIP2基因在根系中无显著表达变化,各时间点趋于平稳,在叶片中,仅在缺锌9天和15天上调表达约2.5倍。ZIP3和ZIP4基因在根系中,以及ZIP3基因在叶片中,随缺锌时间的延长,表达量呈逐渐上升趋势,其中ZIP3基因均是在缺锌第15天时达到最高,第21天在叶片中稍有下降,ZIP4基因在根系中缺锌第9天达到最高,15天时稍有下降。ZIP4基因在叶片中,在缺锌1天、3天、5天、9天时表达上调约2-3倍,但在15天时表达量显著升高至18.3倍。上述结果表明,ZIP1、ZIP3和ZIP4基因受缺锌诱导明显。5、ZIP家族基因克隆。本试验从枳中同源克隆出3个ZIP基因完整CDS(Codingsequence)序列,分别命名为PtrZIP、PtrZIP2和PtrZIP4,片段大小分别为1224bp、1373bp和1488bp。PtrZIP1基因包括一个长度为1056bp的ORF(OpenReadingFrame),编码351个氨基酸,其蛋白分子量大小约为37.5kD,理论等电点约为5.6;PtrZIP2基因包括一个长度为639bp的ORF,编码212个氨基酸,蛋白分子量大小约为23.3kD,理论等电点约为4.6;PtrZIP4基因包括一个长为1260bp的ORF,编码419个氨基酸,蛋白分子量大小约45.0kD,理论等电点约为6.4。生物信息学分析表明,3个基因的编码蛋白均具有明显的zip保守结构域,同属于ZIP转运蛋白家族,且包含5-8个跨膜结构域,在细胞中可能主要以转运蛋白的形式发挥重要功能。
【作者】邢飞;
【导师】彭良志;付行政;
【作者基本信息】西南大学,果树学,2014,硕士
【关键词】柑橘;缺锌;生理变化;ZIP家族基因;基因克隆;基因表达;

【参考文献】
[1]姚望.NetMagic平台软件开发模型的研究与实现[D].国防科学技术大学,计算机科学与技术,2012,硕士.
[2]杨朝君.大遗址旅游项目PPP模式的应用与风险管理研究[D].西北大学,旅游管理,2013,硕士.
[3]谭惠芳.基于企业价值最大化的财务决策系统优化研究[D].中国地质大学,管理科学与工程,2003,硕士.
[4]吴芳佳.兼华戎之美—十六国“天王”名号考论[D].南京大学,中国古代史,2013,硕士.
[5]张立敏.带缺陷的二维拓扑绝缘体的输运研究[D].河北师范大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[6]张东亮.旅游目的地竞争力指标体系及评价研究[D].浙江大学,2006.
[7]硅谷子.结构性行情风险与机遇并存[J].股市动态分析,2012,31:49.
[8]张昕.传播学视角下大学毕业生求职面试中印象管理策略的研究[D].广西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[9]何芳东.广西东兴市京族海洋文化研究[D].广东技术师范学院,民族学,2013,硕士.
[10]陈昱廷.建筑节能评估体系关键技术研究[D].华中科技大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[11]施群.分布化与智能技术在制造系统中的应用研究[D].西北工业大学,2000.
[12]丁士安,张小花.市场调查十大误区[J].中国广告,2004,02:40-42.
[13]江亚男.结合DBN-CBR的Agent救援决策模型的研究与应用[D].中国矿业大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[14]刘晓光.诉前调解制度的构建[D].兰州大学,法律,2012,硕士.
[15]黄海舰.企业基本竞争战略与渠道权力关系[D].浙江大学,管理科学与工程,2003,硕士.
[16]江浩.超连续谱在光纤中产生的研究[D].华中科技大学,光电信息工程,2013,硕士.
[17]赵博.网络环境下信用权民法保护研究[D].黑龙江大学,民商法学,2014,博士.
[18]陈丰,李雄耀,王世杰.矿物晶体的缺陷[J].矿物岩石地球化学通报,2012,02:160-164.
[19]陈永慧.新型玄武岩纤维对沥青混合料路用性能影响研究[D].长安大学,材料工程(专业学位),2014,硕士.
[20]葛红,毛宗源.一种新的数据分析方法:人工免疫网络[J].计算机工程与应用,2002,13:6-10.
[21]周蓓.BrMC对SMMC-7721细胞系肝癌干细胞功能和特性的影响[D].湖南师范大学,生药学,2013,硕士.
[22]李国和,马玉书.基于关系数据库环境的频繁项目集的求解方法[A].中国计算机学会数据库专业委员会.第二十届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C].中国计算机学会数据库专业委员会:,2003:4.
[23]岳慎伟.Cr5大型支承辊用钢点状偏析与预备热处理研究[D].河南科技大学,材料学,2014,硕士.
[24]刘岩.EloverIP电路仿真适配器的实现与验证[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2010,硕士.
[25]东软集团有限公司中间件技术分公司总经理张霞.我们早已享受了这些服务[N].科技日报,2001-11-13007.
[26]王芷.试论普通程序简易审[D].苏州大学,法律,2003,硕士.
[27]许武强.中国优秀传统文化在大学生思想政治教育中的价值及其实现[D].山东大学,思想政治教育,2012,硕士.
[28]马啸.世界优秀左手男子乒乓球运动员技战术分析[D].山东师范大学,体育(专业学位),2013,硕士.
[29]武春晖.G生物医药产业园项目发展模式研究[D].山东大学,项目管理(专业学位),2012,硕士.
[30]樊瑛.变风量系统室内气流组织的理论分析和实验研究[D].西安建筑科技大学,供热、供燃气、通风与空调工程,2004,硕士.
[31]高溢.沙门氏菌攻毒对松辽黑仔猪肠道基因表达谱的影响[D].吉林农业大学,动物营养与饲料科学,2012,硕士.
[32]梁应广.P91厚壁管穿孔过程中孔洞演变规律的模拟[D].内蒙古科技大学,材料工程,2014,硕士.
[33]程志号.拟南芥DNA复制因子RFC1在减数分裂重组中的功能研究[D].复旦大学,遗传学,2013,博士.
[34]马思义,刘斌.甘肃电视台总控及硬盘播出系统工艺设计[J].广播与电视技术.2004(08)
[35]霍秀敏.新课程标准下初中化学课堂有效教学的研究[D].内蒙古师范大学,教育(专业学位),2013,硕士.
[36]刘建.基于EVA的YS能源公司绩效评价研究[D].西安科技大学,工商管理,2014,硕士.
[37]张吉美,叶婷,王辉.蓄热式钢包烘烤装置自动控制系统的应用[J].冶金自动化,2009,01:60-62+65.
[38]易婉珺.陶瓷行业职业有害因素评价及其对肺功能的影响研究[D].华中科技大学,劳动卫生与环境卫生学,2013,硕士.
[39]刘志婷.4-取代的1,2,3,4-四氢异喹啉化合物的合成研究[D].郑州大学,有机化学,2013,硕士.
[40]王强.多媒体辅助教学技术在高校乒乓球专选教学中应用周期的实验研究[D].山东体育学院,体育教学,2012,硕士.
[41]金珠.基于知网的话题跟踪和倾向性跟踪研究[D].大连理工大学,2005.
[42]徐涛.关于儿童文学翻译中人际意义重构的探索[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[43]张乾.基于实例化次数的CSP求解方法研究[D].吉林大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[44]陈炎.数据仓库技术在高校图书馆读者阅读行为分析中的应用研究[D].东北师范大学,情报学,2012,硕士.
[45]蔡金香.小学数学自主探究性学习的实践研究[D].华中师范大学,教育管理,2013,硕士.
[46]马萨特(MaxatToishimanov).履带式月球车移动系统的设计与运动仿真[D].哈尔滨工业大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[47]雷咸林.战后宁波慈善事业的重建及其困境[D].宁波大学,中国近现代史,2013,硕士.
[48]余冬.基于两阶段的生物质/褐煤共燃及其灰熔融特性研究[D].北京交通大学,2014.
[49]朱文杰.秦皇岛港取料机机械与液压系统改进方案研究[D].燕山大学,机械工程,2014,硕士.
[50]薛正龙.1岁内先天性心脏病的外科治疗分析[D].河北医科大学,外科学(专业学位),2013,硕士.

相关推荐
更多