【摘 要】
：
干旱导致的土地荒漠化加剧了自然灾害,减少了适宜植物生存的面积。柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）作为广泛分布于我国干旱半干旱地区的灌木,因其耐旱能力强成为防风固沙优势物种,但研究多为其生理特征,对其抗旱机制的研究特别是miRNA调控的抗旱功能研究鲜见。本研究以实验室前期发现的响应水分胁迫的柠条CkmiR2119为研究对象,通过qPCR确定了干旱加剧条件下其在柠条茎中的表达趋势,
【基金项目】
：
国家自然科学基金项目“HD-ZIP Ⅲ和木质素在柠条叶脉响应干旱向木质部分化及促导管成熟作用解析”（编号:31770648）； 国家自然科学基金项目“干旱胁迫下C3木本植物的光合结构和C4光合特征”（编号:31070538）；
论文部分内容阅读
干旱导致的土地荒漠化加剧了自然灾害,减少了适宜植物生存的面积。柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）作为广泛分布于我国干旱半干旱地区的灌木,因其耐旱能力强成为防风固沙优势物种,但研究多为其生理特征,对其抗旱机制的研究特别是miRNA调控的抗旱功能研究鲜见。本研究以实验室前期发现的响应水分胁迫的柠条CkmiR2119为研究对象,通过qPCR确定了干旱加剧条件下其在柠条茎中的表达趋势,并确定了通过参与内质网胁迫应答抑制细胞程序性死亡的CkBI-1为其靶基因。通过构建人工小RNA方式构建了pCMBIA1304-CkamiR2119表达载体,利用叶盘法根癌农杆菌介导的愈伤组织培养获得了转CkamiR2119基因烟草植株。借助转基因烟草分析干旱处理下的输水结构与生理指标,揭示柠条CkmiR2119通过下调CkBI-1的表达水平促进导管分子PCD过程以增加输水性,从而提升植株抗旱能力的调控通路。本研究主要结果如下:（1）室内进行柠条植株模拟干旱处理,qPCR定量检测干旱处理后的柠条茎与叶中CkmiR2119与CkBI-1的表达水平。在柠条茎中,随着干旱程度的加剧,CkmiR2119的表达水平逐渐升高,CkBI-1的表达水平逐渐降低;而在柠条叶片中,CkmiR2119的表达水平随着干旱程度的加剧降低,CkBI-1的表达水平升高。（2）为进一步研究CkmiR2119功能,利用人工小RNA技术,以AtmiR319前体序列为分子骨架,通过重叠PCR构建了CkamiR2119,并成功构建了pCAMBIA1304-CkamiR2119与pCAMBIA1304-CkBI-1的表达载体。通过软件预测CkBI-1蛋白具有7个跨膜结构域,具有BI-1蛋白共有的BI-1 like superfamily功能区域,主要定位于内质网,并通过激光共聚焦观察并初步验证其在内质网的定位。（3）通过将含有pCAMBIA1304-CkamiR2119与pCAMBIA1304-CkBI-1的根癌农杆菌GV3101菌液（35S:CkamiR2119-GUS与35S:CkBI-1-GUS）分别和同时注射入本氏烟草（Nicotiana.Benthamiana）叶片进行瞬时表达,证明了CkamiR2119对CkBI-1-mRNA的靶向降解关系。利用RLM-5`RACE技术确定了CkmiR2119的5`端第10-11位碱基,CkBI-1-mRNA 5`端第247-248位碱基为CkmiR2119对CkBI-1-mRNA的剪切作用位点。（4）利用农杆菌介导的愈伤组织培养获得了转CkamiR2119基因和转CkBI-1基因的本氏烟草植株。对转CkamiR2119基因植株进行干旱处理后,转基因植株的生长明显优于非转基因植株,新叶较多,茎秆较粗,叶片有较高的相对含水量和较低的相对电导率。通过徒手切片和番红染色,观察到转基因植株茎的维管束具有更高的木质部占比和更多的导管数量。对转CkBI-1基因植株叶片的trypan blue染色结果表明CkBI-1具有抑制细胞死亡的作用。综上所述本研究的结论是干旱胁迫诱导柠条茎中CkmiR2119的表达量上升,CkmiR2119通过靶向断裂CkBI-1-mRNA下调CkBI-1的表达水平,降低CkBI-1对细胞PCD的抑制作用,促进木质部导管分子PCD过程利于成熟导管的形成,提高茎中水分运输效率,从而增强抗旱性。另外柠条叶中CkmiR2119的表达量较低,使得CkBI-1的表达水平较高,可以抑制叶肉细胞在干旱胁迫下发生PCD。
其他文献
马铃薯（Solanum tuberosum L.）栽培面积广,在全球作物中占比很大。而马铃薯种植地非常容易受旱,因为这些地方降雨量较少,水资源受限,加之马铃薯植株根系较浅,吸收水分的能力较弱,因而其生长过程易受水分逆境胁迫。另外,当前全球气温不断升高,水分亏缺的情况愈加严重,对马铃薯生产的影响不可忽略。因而,深入了解马铃薯适应不同水分状况的生理与分子机制非常重要,有助于增强马铃薯在水分胁迫中的适应
小麦（Triticum aestivum L.）是中国三大粮食作物之一,小麦种子处于氧化环境中,会导致活性氧（ROS）过量累积,降低种子活力,影响发芽,造成缺苗减产。另外,活性氧的过量累积还与植株对高盐、干旱和高温等的适应性密切相关。甲硫氨酸（Met）作为含硫氨基酸之一,极易被ROS氧化为甲硫氨酸亚砜（Met SO）,导致蛋白质结构和活性发生变化。甲硫氨酸亚砜还原酶（methionine sulf
近年来设施栽培面积不断扩增,在快速发展的同时设施栽培也存在一些问题,过度施肥导致了的土壤盐渍化。在设施土壤中,硝酸盐积累是土壤盐渍化的主要特征。硝酸盐过量的情况下,作物的生长受到抑制,光合能力下降,抗氧化能力和矿质元素的吸收能力下降,产量与产品品质降低。因此,如何提高作物的抗性以抵御过量硝酸盐造成的胁迫,从而提高产量与品质是设施栽培中亟需解决的问题。本研究以“津优1号”黄瓜（Cucumis sat
株高是黄瓜的重要株型性状,株高变异不仅能改变植株株型,对黄瓜的产量、品质及轻简化栽培也会产生一定的影响。创制新的矮生突变体不仅能够丰富黄瓜突变体资源,为黄瓜株型遗传改良提供新的遗传材料,同时也为黄瓜株高的分子遗传和调控机制研究提供宝贵资源。对矮生突变基因进行定位和克隆,有助于了解矮生机制和挖掘新矮生基因,为其在遗传育种中的应用奠定基础。本研究从EMS突变体库中发现一个黄瓜皱叶矮生突变体C1056,
杏鲍菇营养全面,风味独特,且含有多种生物活性物质,目前关于杏鲍菇加工以及风味变化方面的研究较少,为此,本文开展了干燥方式和熟化温度对杏鲍菇风味成分的影响研究,结果表明:1、利用气质联用技术（Gas Chromatography-mass Spectrometry,GC-MS）从杏鲍菇鲜样及4种干样中共鉴定出100种挥发性物质,包括醇类、醛类、酮类、酯类、烷烃类和其他类化合物共6类成分,其中醇类物质
葡萄白粉病是严重危害葡萄生产的真菌病害之一,生产上广泛栽培的欧洲葡萄易感白粉病。我国拥有丰富的野生葡萄种质资源,挖掘野生葡萄种质的抗性基因用于遗传改良对提高欧洲葡萄对白粉病的抗性具有重要的意义。课题组前期研究发现华东葡萄（Vitis pseudoreticulata）株系白河-35-1中的VpCDPK9和VpCDPK13基因在葡萄白粉菌诱导后上调表达,但是其具体的分子功能和机制尚不清楚。本研究在前
光合作用是地球上最重要的化学反应之一,叶绿体是光合作用的主要场所。因此研究参与叶绿体发育和光合作用调节基因的功能具有非常重要的意义。虽然PAC是叶绿体发育必需基因,但是人们对于PAC的生物学功能还知之甚少。本项目以PAC基因低表达突变体var6-1为试验材料,从逆转突变体的角度研究PAC调控叶绿体发育的机理。本论文主要以var6-1的逆转突变体S01-17为试验材料,进行了以下试验,初步取得了以下
藜麦是一种营养丰富的伪谷物,蛋白质含量高于普通谷物,接近牛奶蛋白质的价值,具有适合人类吸收的氨基酸组成和比例,油脂中含有丰富的多不饱和脂肪酸,如ω-3和ω-6等人体所必需的脂肪酸。此外藜麦中还含有大量的膳食纤维和有益的微量元素,如多酚、维生素和矿物质等。藜麦的营养价值广为认知,但其产品单一,限制了藜麦的消费。本论文以藜麦为原料,经过茶汤真空浸渍、烘干、三段式焙烤等工艺制成藜麦茶。再采用高效液相色谱
白鲜碱（Dictamnine）是一种线型呋喃喹啉类生物碱,该类化合物不仅在自然界分布广泛,而且具有抗癌、降血压、抗寄生虫、抗血小板聚集等多种药理活性及优良的抗菌活性。2,4-二取代喹啉既是合成白鲜碱的重要中间体,也是畅销抗菌、抗哮喘、抗肿瘤药物和活性天然产物中常见的结构单元,丰富的生物活性使其在医药、农药、染料等领域得到广泛使用。为了筛选出抗菌活性优异的喹啉类生物碱,本研究设计并合成了一系列2,4
在遭受昆虫或病原体侵害时,植物器官能够通过调控生理代谢来进行直接的防御反应。这些生理代谢产物往往会富集在侵染组织处形成显色病斑。‘丰花’海棠（Malus‘profusion’）叶片被海棠锈病（山田胶锈菌）侵染后,会在病斑周围富集大量的花青素,形成明显的红色病斑。目前对锈菌胁迫下海棠叶片染病组织花青素形成的分子机制尚不清楚。本研究通过前期对海棠锈病侵染特征观察及冬孢子萌发培养,探明了红色病斑的发生时