本文關鍵詞：二穗短柄草對低鈣脅迫的響應及其谷氨酸受體家族基因鑒定和功能分析

  更多相關文章： 二穗短柄草 低鈣脅迫 表型 谷氨酸受體

【摘要】：Ca~(2+)是植物體內的重要營養(yǎng)元素之一,但生態(tài)學證據表明土壤和淡水中植物可以利用的鈣含量呈逐年下降趨勢,已經間接影響到動物體內Ca含量。二穗短柄草(Brachypodium distachyon)在2011年基因組測序工作完成之后作為新型禾本科模式植物開始被深入研究。為了探尋低鈣環(huán)境對二穗短柄草生理及分子水平的影響,我們對二穗短柄草Bd21進行低鈣處理,分析其表型、元素吸收及細胞亞顯微結構的變化,同時分析其低鈣脅迫后轉錄水平的基因表達的變化。表達譜芯片分析顯示擬南芥注釋的AtGLR2.8基因表達量有很大上升。谷氨酸(Glu)是通過膜上谷氨酸受體(GLRs)介導神經元之間交流的主要神經遞質,哺乳動物谷氨酸受體被分為兩個家族：離子型谷氨酸受體(iGLuRs)和代謝型谷氨酸受體(mGLuRs)。前人通過生理學、藥理學和遺傳學證據證實擬南芥和水稻也存在類似動物的這種特殊的信號轉導機制。本研究中我們也試圖探討在二穗短柄草中是否也存在這樣的機制。通過生物信息學分析,發(fā)現在二穗短柄草基因組中存在19個谷氨酸受體基因,該基因具有保守的氨基酸結合位點和膜結構域,與動物離子型谷氨酸受體(iGLuRs)和擬南芥AtGLRs結構類似。二穗短柄草谷氨酸受體基因(BdGLRs)可分為三個亞類。同時我們對BdGLRs基因表達的組織特異性進行了半定量RT-PCR分析,發(fā)現絕大多數BdGLRs在根、莖、葉中表達,但不同的BdGLRs在各組織表達量有所不同。在二穗短柄草根細胞,Glu可以誘導Ca~(2+)的內流和調節(jié)根結構,說明在二穗短柄草中也存在對Glu的響應這一機制。
【關鍵詞】：二穗短柄草 低鈣脅迫 表型 谷氨酸受體
【學位授予單位】：內蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q943.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 符號說明8-12
• 一 引言12-29
• 1.1 植物細胞內鈣的分布12-14
• 1.1.1 鈣離子內流12-13
• 1.1.2 鈣離子外流13-14
• 1.2 非選擇性離子通道14-20
• 1.2.1 擬南芥CNGC陽離子通道的結構與功能15-16
• 1.2.2 谷氨酸受體鈣離子通道16-20
• 1.3 谷氨酸對植物根的影響20-22
• 1.3.1 植物根對Glu敏感反應的環(huán)境因素21-22
• 1.3.2 控制植物根對Glu敏感的遺傳基礎22
• 1.4 禾本科模式植物二穗短柄草研究進展22-29
• 1.4.1 二穗短柄草遺傳轉化研究23-24
• 1.4.2 二穗短柄草抗逆性研究24-26
• 1.4.3 二穗短柄草發(fā)育生物學研究26-27
• 1.4.4 二穗短柄草功能基因的研究27-28
• 1.4.5 二穗短柄草其他方面的研究進展28-29
• 二 材料與方法29-41
• 2.1 實驗材料29-31
• 2.1.1 植物材料29
• 2.1.2 主要試劑29
• 2.1.3 主要溶液配制方法29-31
• 2.2 實驗方法31-41
• 2.2.1 二穗短柄草不同濃度鈣處理表型分析31
• 2.2.2 二穗短柄草無鈣處理表型分析31-32
• 2.2.3 二穗短柄草低鈣處理細胞結構的電鏡觀察32
• 2.2.4 二穗短柄草低鈣處理鈣原子吸收測定32-33
• 2.2.5 二穗短柄草低鈣處理ICP原子吸收測定33
• 2.2.6 表達譜芯片分析33-38
• 2.2.7 二穗短柄草的cDNA的制備及半定量RT-PCR38
• 2.2.8 Glu誘導的植物Ca~(2+)向細胞質內流動38
• 2.2.9 序列分析及構建系統(tǒng)發(fā)育樹38-39
• 2.2.10 BdGLRs基因的確定及序列分析39-40
• 2.2.11 二穗短柄草不同濃度Glu及Gln處理表型分析40-41
• 三 結果與分析41-62
• 3.1 二穗短柄草水培體系的建立41-42
• 3.2 二穗短柄草在低鈣條件下表型分析42-44
• 3.2.1 低鈣對二穗短柄草根表型的影響43
• 3.2.2 不同低鈣處理時間對二穗短柄草鈣原子吸收的影響43-44
• 3.3 低鈣處理對二穗短柄草幾種重要元素吸收的影響44-45
• 3.4 低鈣處理對二穗短柄草亞細胞結構的影響45-46
• 3.5 低溫對低鈣處理二穗短柄草的影響46-48
• 3.6 二穗短柄草低Ca脅迫的表達譜芯片數據分析48-52
• 3.6.1 低Ca處理誘導的下調基因主要與細胞壁生物合成途徑相關48-49
• 3.6.2 低Ca處理誘導的上調基因主要與脅迫響應相關49-50
• 3.6.3 低鈣處理引起Ca相關、低Ca調節(jié)受體、激酶以及磷酸化酶相關基因表達變化50-52
• 3.7 二穗短柄草谷氨酸受體GLR的生物信息學分析52-57
• 3.7.1 用鄰接法構建系統(tǒng)發(fā)生樹并分析二穗短柄草有19個離子型谷氨酸受體基因形成三個進化枝52-54
• 3.7.2 根據氨基酸序列對BdGLRs的功能進行預測分析54-57
• 3.8 二穗短柄草谷氨酸受體基因表達的組織特異性57-58
• 3.9 Glu介導的二穗短柄草根細胞鈣內流58-59
• 3.10 Glu對二穗短柄草根形態(tài)建成的影響59-62
• 四 結論與討論62-64
• 參考文獻64-73
• 致謝73

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 君梅;谷氨酸受體和痛[J];神經科學;1994年01期

2 李瀟;抑制谷氨酸可使腦癌生長放慢[J];中國生物化學與分子生物學報;2002年02期

3 H.Manev ,E.Costa ,JT.Wroblewski ,A.Guidotti ,任民峰;興奮性氨基酸受體過度刺激和對抗其神經毒性的途徑[J];生理科學進展;1991年02期

4 晏義平,孫鳳艷;谷氨酸轉運體的結構和功能[J];生命科學;1999年S1期

5 趙志方;哺乳動物谷氨酸能受體通道的分子生物學研究[J];國外醫(yī)學(分子生物學分冊);1995年02期

6 劉智敏,陳俊杰,楊紹華;谷氨酸受體分子的多樣性及其分子機理[J];生物多樣性;1999年01期

7 郭曉強;;Stargazin研究進展[J];生命科學;2006年01期

8 程肖蕊;周文霞;張永祥;;中樞神經系統(tǒng)谷氨酸轉運體的研究進展[J];生命科學;2009年02期

9 劉應兵,徐美麗;谷氨酸受體與受體生物學研究中的幾個基本問題[J];四川生理科學雜志;1995年Z1期

10 王冬梅;洪炎國;;谷氨酸轉運體與疼痛[J];生命科學;2008年03期

中國重要會議論文全文數據庫 前8條

1 羅自強;;外周谷氨酸受體及其作用的研究進展[A];中國生理學會第五屆全國心血管、呼吸和腎臟生理學學術會議論文摘要匯編[C];2005年

2 梁輝;蔡定芳;;谷氨酸轉運體與腦缺血的研究進展[A];第四次全國中西醫(yī)結合神經系統(tǒng)疾病學術研討會論文集[C];2002年

3 于珊;李正莉;朱長庚;劉慶瑩;魏瑛;;谷氨酸致癇大鼠腦內白細胞介素1受體變化的觀察[A];解剖學雜志——中國解剖學會2002年年會文摘匯編[C];2002年

4 張茂林;楊巧蓮;鄭俊婷;張紅宇;張俊清;劉俊平;;急性腦梗死患者血清谷氨酸水平動態(tài)變化及與神經功能受損程度的關系[A];第三屆全國少數民族地區(qū)神經病學會論文匯編[C];2005年

5 黃曉婷;馮丹丹;劉偉;彭湘萍;李楊;黃艷紅;漢建忠;羅自強;;小鼠胰腺及胰島β細胞系MIN6細胞谷氨酸受體的表達[A];湖南省生理科學會2013年度學術年會論文摘要匯編[C];2013年

6 黃曉婷;馮丹丹;劉偉;彭湘萍;李楊;黃艷紅;漢建忠;羅自強;;小鼠胰腺及胰島β細胞系MIN6細胞谷氨酸受體的表達[A];湖南省生理科學會2013年度學術年會論文摘要匯編[C];2013年

7 張春青;夏建霞;陳鵬慧;胡志安;;orexin-A對大鼠前額皮層神經元谷氨酸受體功能的影響及其機制的研究[A];Proceedings of the 7th Biennial Meeting and the 5th Congress of the Chinese Society for Neuroscience[C];2007年

8 滕士勇;尤圣武;彭章龍;于布為;;異丙酚對谷氨酸激活GluR6受體介導的SUMO修飾及JNK通路變化的影響[A];2008年中華醫(yī)學會全國麻醉學術年會論文匯編[C];2008年

中國重要報紙全文數據庫 前1條

1 梁輝 蔡定芳;谷氨酸轉運體與腦缺血密切相關[N];中國中醫(yī)藥報;2003年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 張帆;中樞神經系統(tǒng)損傷后谷氨酸的神經細胞毒性作用的機理研究[D];山東大學;2015年

2 劉效輝;APP/PS1轉基因小鼠谷氨酸轉運體的表達及頭孢曲松的干預研究[D];山東大學;2015年

3 朱雅妮;谷氨酸轉運蛋白的結構與功能的研究[D];中國科學院研究生院（上海生命科學研究院）;2004年

4 李銘;PRRT2突變體導致谷氨酸釋放及GRIA1膜表面分布異常[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2015年

5 閆桂剛;慢性高眼壓對大鼠視網膜谷氨酸代謝改變的實驗性研究[D];青島大學;2005年

6 徐楠杰;嗎啡對海馬谷氨酸能神經功能的調節(jié)機制研究[D];沈陽藥科大學;2001年

7 王燕;NF-κB/p53信號通路在谷氨酸受體介導的自噬激活和細胞凋亡中的作用[D];蘇州大學;2010年

8 常庚;聯合應用萊菔硫烷和利魯唑對谷氨酸毒性造成的運動神經損傷的保護作用[D];河北醫(yī)科大學;2010年

9 秦昶;小鼠內側韁核傳入傳出投射的神經化學特征與G蛋白偶聯受體151的脫孤和功能研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2011年

10 周家文;體內性激素對大鼠局灶性腦缺血影響及機制的研究[D];吉林大學;2009年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 王偉;交感中樞谷氨酸緊張性傳入機制在疼痛誘發(fā)高血壓中的作用研究[D];第二軍醫(yī)大學;2015年

2 彭哲;Apelin通過ERK通路拮抗谷氨酸誘導PC 12細胞損傷[D];南華大學;2015年

3 馬清清;蠅類體內谷氨酸受體與阿維菌素類藥物相互作用的理論研究[D];青島科技大學;2015年

4 宋歡;離體脊髓運動神經元突觸可塑性的谷氨酸受體機制[D];皖南醫(yī)學院;2015年

5 王瑜;二穗短柄草對低鈣脅迫的響應及其谷氨酸受體家族基因鑒定和功能分析[D];內蒙古大學;2016年

6 晁曉東;谷氨酸轉運蛋白載體的構建及鑒定[D];第四軍醫(yī)大學;2008年

7 劉星苗;羥基紅花黃色素A對谷氨酸損傷神經元PPARγ的表達和活性的影響[D];天津醫(yī)科大學;2012年

8 曹偉鵬;絞股藍皂苷抗谷氨酸誘導的氧化性神經毒性的機制研究[D];山東大學;2006年

9 劉愛菊;腦缺血預處理增強大鼠海馬CA1區(qū)膠質細胞谷氨酸轉運體-1的結合特性及其對谷氨酸的攝取[D];河北醫(yī)科大學;2009年

10 孫中偉;谷氨酸誘導人神經母細胞瘤細胞凋亡分子機制的初步探討及mGLP-1對細胞凋亡的保護作用[D];華東師范大學;2010年

，

本文編號：693179