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植物耐盐的分子机理

当前 ,植物耐盐机理研究已经深入到分子水平 ,对植物耐盐的分子机理进行深入研究 ,必定能揭示出植物的耐盐本质 ,为培育抗盐性能优良的植物新品系奠定良好的理论基础。植物的耐盐机理涉及多种基因和大分子的协调作用 ,与小分子物质积累、离子摄入和区域化以及基因表达等有关 ,如调渗蛋白、通道蛋白、质膜转运蛋白、晚期胚胎发生富集蛋白等[1] 。尽管植物对盐胁迫引起的水渗透势降低的敏感性和反应是不同的 ,但所有的植物都具有识别胁迫 ,启动转录信号 ,并做出应答的能力[2 ] 。1 小分子渗透调节物质的积累当植物受到盐胁迫时 ,细胞内主动积累一些小分子有机化合物和蛋白类保护剂来维持渗透平衡和体内水分 ,一般称之为渗透调节剂 (Osmoprotectant)。渗透调节剂有如下几类 :①无机离子 ,主要有Na+ 、K+ 、Cl-[3 ] ;②氨基酸及其衍生物 ,如脯氨酸、甘氨酸甜菜碱等 ;③糖类 ,如蔗糖、海藻糖等 ;④多元醇类 ,如甘油、山梨醇、...  (本文共3页) 阅读全文>>

南京农业大学
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甜菜碱和四氢嘧啶提高Pseudomonas putida KT2440耐盐性的分子机理研究

以模式菌株Pseudomonas putida KT2440为材料,研究了营养及各种环境条件对该菌株盐份渗透胁迫适应性的影响,探讨了外源添加各种相容性溶质提高KT2440对盐份渗透胁迫适应性及甜菜碱和四氢嘧啶对KT2440渗透胁迫保护机理。在此基础上对利用基因工程手段提高KT2440对盐份渗透胁迫适应性的可行性和策略进行了研究。研究结果表明(1)外源添加相容性溶质提高KT2440对盐份渗透胁迫适应性的机理在于盐份渗透胁迫时可以显著缩短KT2440的延滞期;显著降低这一时期KT2440细胞的死亡率。(2)盐份渗透胁迫时,KT2440对四氢嘧啶的快速积累是一种“临时性”的应急策略,当细胞适应渗透胁迫后会自身合成甜菜碱来代替四氢嘧啶;但如果KT2440基因组中甜菜碱合成基因被敲除,则KT2440细胞以四氢嘧啶作为细胞内主要的相容性溶质。利用转座插入突变获得了不能降解四氢嘧啶的突变株,并首次克隆到四氢嘧啶降解基因,发现四氢嘧啶降解阻断后...  (本文共168页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京农业大学
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血红素加氧酶/一氧化碳信号系统介导拟南芥和小麦对盐、渗透和UV-C胁迫适应性的分子机理

动物中的研究表明,血红素加氧酶/一氧化碳(heme oxygenase/carbon monoxide, HO/CO)是一种内源信号系统,HO(EC 1.14.99.3)产生的CO起着生理信号分子或生物活性小分子的功能,影响着细胞的繁殖和各种生长因子的合成。在植物中,HO参与了光敏色素发色团的生物合成。先前我们通过研究发现,盐胁迫下小麦幼苗根部HO活性上升并导致内源CO含量增加,CO通过NO信号介导的上调根部抗氧化防护和维持离子稳态来提高小麦幼苗耐盐性,但还不清楚HO诱导与盐适应性之间的关系。我们进一步的研究发现,低浓度NaCl预处理(25 mM)不仅能激活小麦HO-1基因的表达和活性提高,还能诱导产生盐适应现象;200mM NaC1处理则能导致相反的结果。进一步探讨了HO-1上调在小麦幼苗获得性耐盐性(盐适应)中的作用,发现HO-1专一性抑制剂锌原卟啉(zinc protoporphyrin IX, ZnPP)能够逆转盐适应的...  (本文共183页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
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小麦耐盐、抗病转基因育种研究

普通小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的粮食作物之一,在我国北方地区(除东北外),粮食作物以小麦为主。但是在日益恶化的环境条件下,包括土地盐渍化和沙漠化、各种虫害、以及细菌和真菌感染,小麦生产受到了严重影响。解决这一问题最有效的手段是培育抗逆性强的小麦品种。除了常规育种以外,上个世纪90年代以来发展起来的植物基因工程技术,特别是农杆菌介导的单子叶植物转基因方法的突破,以及各类与抗逆和抗病相关的植物功能基因的大量克隆,使农作物的抗逆和抗病基因工程方兴未艾。本论文研究小麦农杆菌介导的转基因方法,并且探讨Na~+/H~+逆向转运蛋白基因对小麦抗盐,以及抗真菌的α-thionin(硫堇)基因DB4对小麦抗白粉病的作用。1.Na~+/H~+逆向转运蛋白基因AtNHX1对小麦耐盐的作用盐碱地对于植物生长的影响主要是通过Na~+对细胞的毒害作用引起。为了提高小麦在盐碱地中的产量,获得耐盐的小麦新种质和新品系,我们将...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国农业科学院
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小麦耐盐相关基因片段的筛选与克隆

土壤盐渍化是影响农业生产和生态环境的严重问题,耕地的减少和淡水资源的不足将迫使人类开发利用大面积的盐碱地、海岸带和滩涂地带。因此,植物耐盐生化及分子生物学机理研究由于其在理论研究和应用实践方面的重要意义,引起了国内外科学家的高度重视,是当前植物分子生物学研究的热点。在模式植物酵母、拟南芥和水稻中关于耐盐性的研究已经取得了很大的进展,然而对农作物小麦的耐盐机理还知之甚少。为了研究这一问题,我们利用RNA指纹技术cDNA-AFLP(cDNA-amplified fragment length polymophism)分析了耐盐性较强的小麦材料98-160在盐胁迫和非胁迫下基因表达的差异。采用74对引物组合,分离到了26个有差异的cDNA片段,其中包括盐胁迫诱导表达的12个,诱导增强表达的4个和抑制表达的10个,通过Reverse Northern Blot进一步筛选出了3个阳性克隆。Northern Blot结果显示,其中2个cDN...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东农业大学
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苹果葡萄糖感受器MdHXK1磷酸化Na~+/H~+交换蛋白MdNHX1调控耐盐性的分子机理

盐渍土是限制苹果果树生长的主要环境因素之一,严重影响我国果树的生产和发展。通过长期进化,植物形成了一系列的耐盐胁迫机制。其中,阳离子/质子转运载体在维持细胞内的离子平衡方面起到关键作用。Na~+/H~+交换蛋白在维持细胞内低浓度的Na~+以避免离子毒害的过程中发挥重要作用。质膜定位的SOS1交换蛋白,通过经典的Salt-overly-sensitive(SOS)途径,介导Na~+向胞外的流出。定位于液泡上的Na~+/H~+交换蛋白,能够将Na~+隔离到液泡内,降低Na~+对胞质中细胞器的毒害作用。但是,目前,对于液泡上的Na~+/H~+交换蛋白的调控机制研究相对较少。作为光合作用的主要产物,糖类不仅是植物体主要能量物质,也为脂类、蛋白质和核酸的合成提供碳骨架,在植物的生长发育过程中具有重要作用。此外,糖类还是植物应对盐胁迫的主要细胞渗透调节剂之一。近年来,通过遗传学、细胞生物学和一系列的功能分析证明,糖类不仅参与催化途径,还能够...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>