極端耐NaHCO3微藻的鑒定及ACBP抗逆機(jī)制研究.pdf

1、學(xué)校代碼：1 0 2 2 5學(xué) 號：B 1 5 0 2 1學(xué)位論文極端耐N a H C 0 3 微藻的鑒定及A C B P 抗逆機(jī)制研究指導(dǎo)教師姓名：申請學(xué)位級別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：喬蚺柳參奎教授東北林業(yè)大學(xué)博士 學(xué)科專業(yè)： 生物化學(xué)與分子生物學(xué)2 0 1 5 年4 月 論文答辯日期： 2 0 1 5 年6 月東北林業(yè)大學(xué)授予學(xué)位日期： 2 0 1 5 年6 月答辯委員會主席：論文評閱人：聾立厶櫛素大學(xué)摘要摘要在中國東北，大規(guī)

2、模的土地開墾和過度放牧引起土壤侵蝕和流失，造成土壤表面的鹽分積累。松嫩平原土壤主要鹽分為碳酸鈉和碳酸氫鈉，俗稱“蘇打鹽堿土“ 。N a 2 C 0 3和N a H C 0 3 給植物帶來的逆境叫做“碳酸鹽逆境”。嚴(yán)重鹽堿化區(qū)有許多“不毛之地”( p H 約1 0 ．5 ) ，只有少數(shù)的植物零星分布，定義為極端鹽堿土壤環(huán)境。對富含碳酸鹽逆境的極端鹽堿土壤微藻的分類鑒定和分子機(jī)制的研究，目的是探索藻類的碳酸鹽逆境機(jī)制和獲取可能的極端耐鹽堿微

3、藻作為作物改良和栽培的遺傳資源。1 ．極端鹽堿環(huán)境特殊微藻資源的分離鑒定解析( 1 ) 從極端鹽堿土壤環(huán)境分離的2 0 種微藻，基于光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡觀察其形態(tài)結(jié)構(gòu)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2 0 種微藻形態(tài)多樣，包括單細(xì)胞、定性群體和絲狀體等。( 2 ) 為進(jìn)一步對形態(tài)學(xué)分類進(jìn)行校正和補(bǔ)充，通過1 8 Sr R N A 基因序列分類鑒定微藻。結(jié)果顯示2 0 種微藻分為6 個(gè)綱和1 3 個(gè)屬。( 3 ) 為獲得極端耐鹽堿微藻資源，通過N a C l

4、和N a H C 0 3 處理來檢測微藻的長勢。利用透射電鏡( T E M ) 觀察處理后藻類細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化。檢測N a H C 0 3 處理下的長勢、干重和葉綠素a 含量。結(jié)果顯示大多數(shù)藻類都具有耐鹽性，尤其是2 個(gè)屬于共球藻綱的微藻( J B 6 和1 7 ) 。T E M 結(jié)果表明逆境處理下J B 6 和1 7 的細(xì)胞壁比對照小球藻穩(wěn)定性強(qiáng)。長勢、干重和葉綠素a 含量明顯高于對照，且在1 0 0 0 m M N a H C 0

5、3 也能生存。結(jié)果表明，獲得2 個(gè)極端耐受N a H C 0 3 的微藻。2 ．耐鹽堿小球藻全長c D N A 文庫構(gòu)建及耐N a H C 0 3 基因篩選( 1 ) 為構(gòu)建耐N a H C 0 3 小球藻c D N A 文庫，通過c D N A L i b r a r yC o n s t r u c t i o nK i t 合成全長c D N A 雙鏈，通過P C R 的方式獲得p Y E S 2 線性載體。利用I n - F u

6、 s i o n 技術(shù)將載體與c D N A 連接，轉(zhuǎn)化酵母菌株獲得全長c D N A 文庫。( 2 ) 為獲得與N a H C 0 3 脅迫相關(guān)基因，通過N a H C 0 3 逆境篩選耐性轉(zhuǎn)基因酵母，分離耐N a H C 0 3 小球藻基因。結(jié)果共篩選出2 0 個(gè)與N a H C 0 3 脅迫相關(guān)基因，長度分布在5 0 0 ．2 0 0 0b p 之間。G e n eO n t o l o g y ( G o ) 注釋結(jié)果顯示這些基