水稻類受體蛋白激酶(Receptor-like protein kinase,RLK)響應(yīng)重金屬鎘脅迫的功能解析
發(fā)布時間:2021-11-06 15:54
近年來隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,已有大量農(nóng)田受到重金屬鎘(Cadmium,Cd)的污染,不僅對作物生長造成損害,也會通過食物鏈危害人體健康。因此如何降低稻米Cd含量以實現(xiàn)稻米食用安全迫在眉睫。植物類受體蛋白激酶(Receptor-like protein kinases,RLKs)是一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,參與調(diào)節(jié)植物的發(fā)育、激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及抗逆性反應(yīng)。本文以RLK過表達轉(zhuǎn)基因水稻植株(OE)、RLK的RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株(Ri)及野生型水稻植株中花11(ZH11)為材料,研究了RLK(Os02g10100)在水稻響應(yīng)Cd脅迫應(yīng)答中的功能。主要研究結(jié)果如下:1、RLK生物信息學(xué)和時序表達特性分析生物信息學(xué)預(yù)測發(fā)現(xiàn)RLK是疏水性蛋白且定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)膜上,存在2個跨膜結(jié)構(gòu)域和信號肽;利用qRT-PCR方法對未經(jīng)過Cd處理的野生型水稻植株中RLK的時序表達進行檢測,發(fā)現(xiàn)在苗期、分蘗期及穗分化期,RLK主要在葉片中表達。抽穗期、灌漿期及成熟期,RLK主要在稻穗及節(jié)中表達。2、RLK過表達轉(zhuǎn)基因水稻植株與RLK的RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株對Cd脅迫的響應(yīng)10 μmol·LCdCl2
【文章來源】: 中國計量大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 前言
1.2 Cd與水稻
1.2.1 Cd脅迫對水稻的影響
1.2.2 水稻響應(yīng)Cd脅迫的調(diào)節(jié)機制
1.3 植物類受體蛋白激酶對非生物脅迫的響應(yīng)
1.3.1 RLK的結(jié)構(gòu)特征和分類
1.3.2 RLK參與非生物脅迫應(yīng)答
1.4 研究意義與主要內(nèi)容
1.4.1 研究目的與意義
1.4.2 研究內(nèi)容
2 RLK生物信息學(xué)和時序表達特征分析
2.1 材料和方法
2.1.1 生物信息學(xué)相關(guān)網(wǎng)站
2.1.2 試驗材料和試劑
2.1.3 水稻植株的培養(yǎng)
2.1.4 水稻樣品的采集
2.1.5 水稻樣品總RNA的提取
2.1.6 RNA樣品的逆轉(zhuǎn)錄
2.1.7 實時熒光定量PCR
2.1.8 數(shù)據(jù)處理與分析
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 生物信息學(xué)分析
2.2.2 RLK的時序特異性表達
3 RLK過表達、RLK的RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株對Cd脅迫的響應(yīng)
3.1 材料和方法
3.1.1 試驗材料
3.1.2 水稻植株的培養(yǎng)和處理
3.1.3 水稻樣品采集
3.1.4 轉(zhuǎn)基因株系鑒定
3.1.5 葉綠素含量測定
3.1.6 MDA和H2O2含量測定
3.1.7 POD、SOD、CAT活性測定
3.1.8 數(shù)據(jù)處理與分析
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 轉(zhuǎn)基因株系鑒定
3.2.2 表型觀察
3.2.3 葉綠素含量
3.2.4 MDA和H2O2含量
3.2.5 POD、CAT、SOD活性
3.3 討論
4 過表達轉(zhuǎn)基因水稻植株與的RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株體內(nèi)的Cd積累特征分析
4.1 材料和方法
4.1.1 試驗材料和試劑
4.1.2 水稻植株的培養(yǎng)和處理
4.1.3 水稻植株Cd含量測定
4.1.4 水稻根和地上部亞細胞Cd含量測定
4.1.5 水稻樣品總RNA的提取與逆轉(zhuǎn)錄
4.1.6 實時熒光定量PCR
4.1.7 數(shù)據(jù)處理與分析
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 水稻根、莖和葉中Cd含量分析
4.2.2 水稻根和地上部亞細胞中Cd含量分析
4.2.3 RLK與Cd積累轉(zhuǎn)運相關(guān)基因的表達分析
4.3 討論
5 iTRAQ技術(shù)篩選水稻植株中RLK下游基因
5.1 材料和方法
5.1.1 試驗材料和試劑
5.1.2 水稻植株的培養(yǎng)和處理
5.1.3 水稻樣品總RNA的提取與逆轉(zhuǎn)錄
5.1.4 實時熒光定量PCR
5.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
5.2 結(jié)果與分析
5.2.1 差異蛋白數(shù)
5.2.2 差異蛋白GO富集分析
5.2.3 差異蛋白KEGG富集分析
5.2.4 實時熒光定量PCR驗證
5.3 討論
6 研究總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 論文創(chuàng)新點
6.3 研究展望
參考文獻
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]H2O2對牡丹愈傷組織分化及抗氧化酶活性的影響 [J]. 賀丹,毛倉倉,陳穎,王政,何松林. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(01)
[2]有機酸、EDTA對不同水稻品種Cd吸收及土壤Cd形態(tài)的影響 [J]. 張海波,李仰銳,徐衛(wèi)紅,陳貴青,王慧先,韓桂琪,張曉璟,熊治庭,張進忠,謝德體. 環(huán)境科學(xué). 2011(09)
[3]鎘脅迫對玉米光合特性的影響 [J]. 惠俊愛,黨志,葉慶生. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2010(02)
[4]鎘脅迫對不同水稻品種種子萌發(fā)、幼苗生長和淀粉酶活性的影響 [J]. 何俊瑜,任艷芳,朱誠,蔣德安. 中國水稻科學(xué). 2008(04)
[5]水稻籽粒不同部位P與Al、Cd、Pb含量的關(guān)系 [J]. 陳義芳,周衛(wèi)東,劉愛平,陳剛,孫國榮. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2007(02)
[6]不同生育期鎘脅迫對兩種水稻的生長、鎘吸收及糙米鎘含量的影響 [J]. 王凱榮,龔惠群. 生態(tài)環(huán)境. 2006(06)
[7]晚粳稻籽粒中砷、鎘、鉻、鎳、鉛等重金屬含量的品種和粒位效應(yīng) [J]. 程旺大,張國平,姚海根,Peter DOMINY,王潤屹. 中國水稻科學(xué). 2005(03)
[8]鎘脅迫對水稻幼苗干物質(zhì)積累和活性氧代謝的影響 [J]. 劉莉. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2005(03)
[9]重金屬對水稻光合作用和同化物輸配的影響 [J]. 葛才林,駱劍峰,劉沖,殷朝珍,王澤港,馬飛,羅時石. 核農(nóng)學(xué)報. 2005(03)
[10]鎘對水稻幼苗生長及部分生理特性的影響 [J]. 陳平,張偉鋒,余土元,趙玉環(huán). 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2001(04)
本文編號:3480110
【文章來源】: 中國計量大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 前言
1.2 Cd與水稻
1.2.1 Cd脅迫對水稻的影響
1.2.2 水稻響應(yīng)Cd脅迫的調(diào)節(jié)機制
1.3 植物類受體蛋白激酶對非生物脅迫的響應(yīng)
1.3.1 RLK的結(jié)構(gòu)特征和分類
1.3.2 RLK參與非生物脅迫應(yīng)答
1.4 研究意義與主要內(nèi)容
1.4.1 研究目的與意義
1.4.2 研究內(nèi)容
2 RLK生物信息學(xué)和時序表達特征分析
2.1 材料和方法
2.1.1 生物信息學(xué)相關(guān)網(wǎng)站
2.1.2 試驗材料和試劑
2.1.3 水稻植株的培養(yǎng)
2.1.4 水稻樣品的采集
2.1.5 水稻樣品總RNA的提取
2.1.6 RNA樣品的逆轉(zhuǎn)錄
2.1.7 實時熒光定量PCR
2.1.8 數(shù)據(jù)處理與分析
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 生物信息學(xué)分析
2.2.2 RLK的時序特異性表達
3 RLK過表達、RLK的RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株對Cd脅迫的響應(yīng)
3.1 材料和方法
3.1.1 試驗材料
3.1.2 水稻植株的培養(yǎng)和處理
3.1.3 水稻樣品采集
3.1.4 轉(zhuǎn)基因株系鑒定
3.1.5 葉綠素含量測定
3.1.6 MDA和H2O2含量測定
3.1.7 POD、SOD、CAT活性測定
3.1.8 數(shù)據(jù)處理與分析
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 轉(zhuǎn)基因株系鑒定
3.2.2 表型觀察
3.2.3 葉綠素含量
3.2.4 MDA和H2O2含量
3.2.5 POD、CAT、SOD活性
3.3 討論
4 過表達轉(zhuǎn)基因水稻植株與的RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株體內(nèi)的Cd積累特征分析
4.1 材料和方法
4.1.1 試驗材料和試劑
4.1.2 水稻植株的培養(yǎng)和處理
4.1.3 水稻植株Cd含量測定
4.1.4 水稻根和地上部亞細胞Cd含量測定
4.1.5 水稻樣品總RNA的提取與逆轉(zhuǎn)錄
4.1.6 實時熒光定量PCR
4.1.7 數(shù)據(jù)處理與分析
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 水稻根、莖和葉中Cd含量分析
4.2.2 水稻根和地上部亞細胞中Cd含量分析
4.2.3 RLK與Cd積累轉(zhuǎn)運相關(guān)基因的表達分析
4.3 討論
5 iTRAQ技術(shù)篩選水稻植株中RLK下游基因
5.1 材料和方法
5.1.1 試驗材料和試劑
5.1.2 水稻植株的培養(yǎng)和處理
5.1.3 水稻樣品總RNA的提取與逆轉(zhuǎn)錄
5.1.4 實時熒光定量PCR
5.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
5.2 結(jié)果與分析
5.2.1 差異蛋白數(shù)
5.2.2 差異蛋白GO富集分析
5.2.3 差異蛋白KEGG富集分析
5.2.4 實時熒光定量PCR驗證
5.3 討論
6 研究總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 論文創(chuàng)新點
6.3 研究展望
參考文獻
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]H2O2對牡丹愈傷組織分化及抗氧化酶活性的影響 [J]. 賀丹,毛倉倉,陳穎,王政,何松林. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(01)
[2]有機酸、EDTA對不同水稻品種Cd吸收及土壤Cd形態(tài)的影響 [J]. 張海波,李仰銳,徐衛(wèi)紅,陳貴青,王慧先,韓桂琪,張曉璟,熊治庭,張進忠,謝德體. 環(huán)境科學(xué). 2011(09)
[3]鎘脅迫對玉米光合特性的影響 [J]. 惠俊愛,黨志,葉慶生. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2010(02)
[4]鎘脅迫對不同水稻品種種子萌發(fā)、幼苗生長和淀粉酶活性的影響 [J]. 何俊瑜,任艷芳,朱誠,蔣德安. 中國水稻科學(xué). 2008(04)
[5]水稻籽粒不同部位P與Al、Cd、Pb含量的關(guān)系 [J]. 陳義芳,周衛(wèi)東,劉愛平,陳剛,孫國榮. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2007(02)
[6]不同生育期鎘脅迫對兩種水稻的生長、鎘吸收及糙米鎘含量的影響 [J]. 王凱榮,龔惠群. 生態(tài)環(huán)境. 2006(06)
[7]晚粳稻籽粒中砷、鎘、鉻、鎳、鉛等重金屬含量的品種和粒位效應(yīng) [J]. 程旺大,張國平,姚海根,Peter DOMINY,王潤屹. 中國水稻科學(xué). 2005(03)
[8]鎘脅迫對水稻幼苗干物質(zhì)積累和活性氧代謝的影響 [J]. 劉莉. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2005(03)
[9]重金屬對水稻光合作用和同化物輸配的影響 [J]. 葛才林,駱劍峰,劉沖,殷朝珍,王澤港,馬飛,羅時石. 核農(nóng)學(xué)報. 2005(03)
[10]鎘對水稻幼苗生長及部分生理特性的影響 [J]. 陳平,張偉鋒,余土元,趙玉環(huán). 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2001(04)
本文編號:3480110
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