【摘要】：鐵是合成葉綠素的必需元素,以蘋果為代表的鐵敏感型果樹缺鐵的最直接表現(xiàn)是新葉黃化,缺鐵嚴重時會導致整株植物死亡;而防治缺鐵癥的最直接有效措施是選用鐵高效型砧木。垂絲海棠(Malus halliana)是一種耐缺鐵脅迫的鐵高效型蘋果砧木資源,缺鐵脅迫下葉片‘持綠’。但關(guān)于垂絲海棠響應缺鐵脅迫的葉綠素生物合成的機理仍不清楚。本試驗以鐵高效型砧木垂絲海棠和鐵敏感型砧木平邑甜茶(Malus hupehensis)為試材,結(jié)合葉綠素前體物質(zhì)測定、相關(guān)基因表達水平確定垂絲海棠響應缺鐵脅迫的葉綠素合成關(guān)鍵位點,篩選、克隆差異表達基因PPOX1、PPOX2、UROD,遺傳轉(zhuǎn)化煙草(Nicotiana tabacum L.)以驗證缺鐵脅迫下PPOX1、PPOX2、UROD基因的功能,主要研究結(jié)果如下:1.缺鐵脅迫下,垂絲海棠葉綠素前體含量高于平邑甜茶,且垂絲海棠響應缺鐵脅迫的葉綠素前體合成調(diào)控位點為URO III向Proto IX的轉(zhuǎn)化。2.施用外源糖后,垂絲海棠響應缺鐵脅迫的葉綠素前體合成調(diào)控位點為ALA向PBG的轉(zhuǎn)化,表明施加外源糖后,調(diào)控位點提前。3.熒光定量PCR顯示:在缺鐵脅迫后,垂絲海棠的PPOX1和UROD基因表達均上調(diào),PPOX2基因表達下調(diào)。4.從垂絲海棠克隆得到PPOX1、PPOX2、UROD基因,大小片段分別為1644bp、666bp、1143bp,編碼547、221、380個氨基酸;均與蘋果氨基酸序列同源性最高;PPOX1、UROD基因編碼的氨基酸序列與白梨中該氨基酸的親緣關(guān)系最近,PPOX2基因編碼的氨基酸序列與蘋果中該氨基酸的親緣關(guān)系最近。5.構(gòu)建組成型啟動子35S驅(qū)動的雙元表達載體,采用農(nóng)桿菌介導法轉(zhuǎn)化煙草,成功獲得3個基因的轉(zhuǎn)基因煙草植株。6.轉(zhuǎn)PPOX1、PPOX2和UROD基因煙草缺鐵脅迫處理的結(jié)果表明,相比對照,轉(zhuǎn)PPOX1和UROD基因煙草持綠,而轉(zhuǎn)PPOX2基因煙草先于對照黃化。缺鐵脅迫下,轉(zhuǎn)基因煙草PPOX1和UROD基因表達量分別上調(diào)10.80倍、3.65倍,PPOX2基因表達量下調(diào)0.23倍。
【學位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S661.1
【圖文】：

物生長所必需的營養(yǎng)元素之一，鐵在其整個生命周期中發(fā)揮著至關(guān)是參與基本生化過程的一些關(guān)鍵酶和蛋白質(zhì)的一部分，如光合作用合成和氧轉(zhuǎn)運[3,4]。鐵在植物細胞中通過兩種價態(tài)之間的轉(zhuǎn)換構(gòu)成傳遞鏈的氧化還原系統(tǒng)。地殼中的鐵含量很高[5]，但主要以 Fe3+形低[6,7]。物吸收鐵的機理不同，所以當植物缺鐵時做出的應答反應存在差異現(xiàn)在幼葉上，因為在植物體內(nèi)鐵的移動性差，老葉中的鐵不能向新適應自然中的缺鐵現(xiàn)象，在漫長的進化過程中植物形成了復雜的調(diào)鐵含量達到平衡[10,11]。研究發(fā)現(xiàn)，不同植物在對鐵的吸收以及缺鐵的差異[12-14]。Romheld 等[15]在 1986 年首次提出缺鐵脅迫過程中高應性機理，還原機理 I 和鰲合機理 II。

營養(yǎng)液培養(yǎng)下，小金海棠生長發(fā)育受缺鐵缺鐵能力比麗江山荊子強，是因為在缺鐵活性比麗江山荊子高[39]。途徑研究進展成途徑用的能量捕獲及能量傳遞中發(fā)揮著重要相關(guān)外，還與植物所處環(huán)境，如營養(yǎng)元素成是一個復雜的、由許多酶參與過程，是物通過光合作用吸收太陽光、還原 CO2，個過程中太陽能被轉(zhuǎn)化成化學能貯藏在植營養(yǎng)。

技術(shù)路線圖

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本文編號：2784574