盐角草钠/铵胁迫适应及铵转运基因家族功能研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huonu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铵是植物重要的氮源之一,适宜浓度的NH4+促进植物生长,高浓度的NH4+对植物产生铵毒胁迫。盐胁迫往往对植物的氮代谢及生长产生不利影响。盐角草做为最耐盐的一种盐生植物常生长在盐湖边等土壤湿润的厌氧环境,不仅被NaCl促进生长,还具有强大的NH4+吸收能力和耐铵胁迫能力。然而,盐生环境下盐角草的氮代谢特征、转运NH4+的分子机理及NaCl增强盐角草耐铵能力的机制尚不清楚。本研究以生长于新疆的盐角草为研究对象,研究盐角草对钠/铵离子转运特征及耐逆性,克隆并分析了6个铵转运(Ammonium transporter,AMT)基因表达特征及其功能。在此过程中,筛选了盐角草的RT-qPCR内参基因,发现一种简便的对转录组目的unigene再拼接的方法。主要结果如下:  (1)Na+积累及氮同化酶活力提高是NaCl促进盐角草生长的原因。低于200mM NaCl处理下的盐角草细胞长得更大,可能是Na+积累后渗透调节产生的膨压所致。NaCl处理还能提高氮/铵同化关键酶(如酶谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶)的基因表达水平和酶活力,降低了根部游离NH4+浓度。试验结果表明NaCl还具有增强盐角草耐铵毒害能力。  (2)通过统计最近十年关于筛选植物内参基因的研究数据,再结合盐角草的转录组表达谱数据,发现不存在普遍稳定的内参基因,基因家族成员表达稳定性差异很大可能是已发表研究结果不一致的因素之一。因此,需要针对物种和试验条件筛选稳定的内参基因。通过试验筛选到盐角草在盐、氮/铵、干旱、冷、热胁迫及不同组织和不同生长时期各个条件下稳定表达的内参基因,这将有助于利用RT-qPCR技术对盐角草进行准确的基因定量分析。  (3)为研究盐角草对NH4+转运的分子机理,利用一种对转录组目的unigene再拼接的方法获得更长的序列,克隆了6个SeAMT基因。这些SeAMT基因在盐角草的不同部位表达。SeAMT1.2a、SeAMT1.2b和SeAMT3.1主要在根部表达,负责将根际外的铵态氮转运到根部细胞。SeAMT1.1和SeAMT1.3主要在地上部表达,负责地上部铵的转运和储存。SeAMT1.4的表达量较低,在根部和地上部都能检测到微量表达,可能起到铵转运辅助的作用。缺氮处理下,SeAMT1.2a和SeAMT1.2b会受到诱导且随时间不断提高表达量,以适应氮饥饿逆境。6个SeAMT基因在高浓度NH4+处理下先诱导上调,然后反馈抑制,SeAMT基因也会受到NaCl调控。通过GFP亚细胞定位分析发现SeAMT蛋白几乎都定位在细胞膜上,支持SeAMT做为NH4+膜转运蛋白的结论。通过酵母31019b和拟南芥qko的功能互补研究,发现6个SeAMT有不同程度的NH4+转运功能。SeAMT1亚家族几乎承担全部的铵转运任务,SeAMT3.1虽然在根部表达,但在异源表达系统没有表现铵转运功能。SeAMT1.2a和SeAMT1.2b序列相似性较高,铵转运能力也比其他SeAMT基因显著。它们在根部表达且受氮饥饿诱导上调,可能是铵转运及氮代谢调控过程中两个最为重要的基因。此外,SeAMT1.2a和SeAMT1.2b基因具有提高耐盐性的作用。酵母CY162转化试验发现SeAMT1.2a在低K+情况下具有一定的K+转运功能,这可能是该基因提高转基因酵母和拟南芥耐盐性的原因之一。
其他文献
“人才”一词,最早源于《易经》的“三才之道”.今天,我们所说的人才,是指具有一定的专业知识或专门技能,进行创造性劳动,并对社会作出贡献的人,是人力资源中能力和素质较高
期刊
2019年以来,驻人社厅纪检监察组在省纪委监委坚强领导下,认真履行监督这一基本职责和第一职责,坚持改革创新,结合工作实际,探索实行监督工作责任制,全面深化驻在部门日常监督
期刊
该文首先介绍了Turbo码的发展历程及其基本原理,给出了Turbo码的典型编码结构并对其性能进行了理论分析;其次,探讨了Turbo码的各种串行译码算法,详细讲座了其中的MAP,SOVA等
沟槽绝缘栅双极晶体管TrenchIGBT (以下简称TIGBT)作为一种重要的新型功率MOS器件,在功率电子系统中的应用越来越广.由于TIGBT特殊的器件结构,传统的半导体集成电路器件模型
本刊讯?(通讯员? 王? 贝)? 2019年12月23日,河南省第45届世界技能大赛总结表扬会在河南化工技师学院召开.河南省人力资源和社会保障厅副厅长李甄出席会议.会议宣读了《关于表
期刊
半导体光学放大器是下一代全光网中的核心多功能信号处理部件.因此,以减小偏振相关损耗,降低操作电流、提高饱和输出功率、扩大带宽、降低噪声指数和提高效率等性能改善为目
由于树木年轮具有定年准确、连续性好、分辨率高、对环境变化敏感性强等优势,已在全球气候变化研究中被广泛应用。在我国,已有学者利用树木年轮对气候变化进行了较多研究,但是针
随着工业控制自动化程度的提高,对控制现场检测仪表的智能化程度的要求也越来越高。同时,随着工业生产规模的不断扩大,对生产过程的集中监控的要求也日趋迫切。为了顺应这种要求
近年来,随着光纤通信的飞速发展,对光接收机的性能要求也越来越高。制备波长响应在1.3μm-1.5μm波段的高响应度、高速率、低噪声的探测器也成为人们一直以来追求的目标。虽然
目前养猪废水具有养殖规模不一和排放不定量的特征,应用人工湿地法可较好解决养猪废水的处理问题。绿狐尾藻作为富营养污水处理先锋植物,对高浓度养猪废水的适应性和高处理效率