盐胁迫下不同甘薯品种盐胁迫响应基因的表达情况研究
毕业论文关键词：盐胁迫 荧光定量 PCR 技术 基因表达 甘薯
Study on salt stress response gene expression of different varieties of sweet potato(Ipomoea batatas L.) under Salt Stress Abstract In this study, the effects of NaCl stress (100 mM NaCl) on the expression levels of ion homeostasis and nitrogen metabolism-related genes (SOS1、NHX1、PHA1、VP1、VHA-c3、CLC-c、NR2、NADH-GOGAT、GS2、NiR2、NRT1.1、ATP1) in adventitious roots of two contrast sweet potato cultivars (Xushu 22: salt-tolerant cultivar and Xushu Shi 5:salt sensitive cultivar) were investigated by real time PCR. Salt stress (100 mM NaCl for 2 days) resulted in a reduced or unchanged expression levels of these genes in Xushu Shi 5 roots. However, salt stress induced a 2-fold to 8-fold increase in transcript abundance of NR2, NiR2, GS2, NADH-GOGAT, NHX1, CLCc, VHA-c3, VP1, PHA1 and ATP1 in Xu 22 roots; by contrast, SOS1 and NRT1.1 expression levels were not significantly affected by salt treatment. Our results proved that the higher salt tolerance in Xushu 22 is related to the up-regulation of these genes under salt stress conditions.
Key Words: salt stress Real time PCR ion homeostasis and nitrogen metabolism gene expression Ipomoea batatas
目录
摘要II
AbstractII
图清单IV
表清单IV
1绪论.1
2材料与方法.1
2.1实验材料.1
2.2植物培养与处理.2
2.3实验方法.2
3结果与分析.6
3.1盐胁迫下离子平衡调控相关的基因表达量变化.6
3.2盐胁迫下氮素代谢调控平衡相关的基因表达量变化.10
4讨论.13
参考文献.15
致谢.17
1 绪论 随着人类经济活动的日益发展，全球变暖的日益加剧，土壤盐渍化也日益受到国际社会的广泛关注而成为全球性问题。中国是世界上受土壤盐渍化威胁比较严重的国家，分布广，极大的阻碍了我国农业的发展。盐碱胁迫下，植物细胞质中高浓度的Na+、Cl-等盐离子会抑制酶蛋白的合成，盐胁迫还会造成光合速率下降，能量的损耗会增加，从而导致植物细胞体内的活性氧的形成和脂质过氧化的增加[1,2]，除此以外还会盐胁迫还会导致细胞器损伤，功能破坏，从而生长受到限制[3]。甘薯(Ipomoea batatas (L.)Lam)是旋花科番薯属的作物，是世界第七大农作物，也是我国重要的农作物，具有重要经济价值，甘薯对于盐胁迫具有一定的抗性，可以在较低盐浓度的盐碱滩涂地生存, 但盐胁迫也会大范围影响多数甘薯栽培品种的产量。因此研究甘薯抗盐生理与分子机制对于甘薯盐生农业增产以及 粮食安全乃至我国的农业体系均具有重要意义。 甘薯作为一种典型的无性繁殖作物，农业上往往利用剪枝扦插进行扩繁，扦插作物在不定根期因为根系未发育完善，对盐胁迫较为敏感。此外，甘薯耐盐性各品种间差异显著[4]，一些口感品质较好的甘薯往往因其耐盐性较弱限制了其农业生产。前期研究成果表明盐胁迫下不同甘薯品种不定根在调控离子平衡[5]和氮素吸收代谢[6]方面具有明显差异。因此，本论文拟进一步在基因的水平上，利用荧光定量PCR 技术研究盐胁迫下不同甘薯栽培品种不定根期幼苗离子平衡调控相关基因和氮素代谢相关基因表达差异情况， 从而对深入开展重要经济作物耐盐基础生理与分子机制方面的工作和耐盐作物的培育和遗传改良提供重要理论依据，也能够为调整未来农业生产方式提供重要理论支持。这对甘薯耐盐种质资源培育和优质栽培品种耐盐性遗传改良工作均具有重要的意义。