缺鐵脅迫對梨氮代謝及赤霉素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá)的影響.pdf

1、I摘要鐵是植物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素，參與植物體內(nèi)一系列的生物反應(yīng)，如光合作用、呼吸作用和固氮作用等重要的代謝過程。缺鐵條件下，植物對鐵的吸收有兩種機(jī)制：依賴于三價鐵螯合物還原酶的機(jī)制Ⅰ類的雙子葉和非禾本科單子葉植物和依賴于植物根系分泌鐵載體的機(jī)制Ⅱ類禾本科植物。缺鐵會導(dǎo)致植物生長發(fā)育受阻，同時葉片表現(xiàn)出典型的的葉綠素含量降低。缺鐵還可能造成其他營養(yǎng)元素的吸收和利用受阻，如大量元素氮，磷，鉀等。梨樹受到缺鐵脅迫時，根際的HATPase向

2、根際分泌H，造成土壤酸化，pH下降，三價鐵溶解。并在三價鐵螯合物還原酶的作用下，還原為二價鐵，最后被二價鐵轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)入梨樹體內(nèi)。隨著H的外排，細(xì)胞內(nèi)外的電化學(xué)勢發(fā)生變化，影響植物對NO3和K吸收。而梨樹對礦質(zhì)元素的吸收，主要依賴于其砧木的吸收能力。因此，本文以梨樹砧木杜梨為材料，研究其在缺鐵脅迫下的氮代謝的調(diào)控機(jī)制。同時研究‘碭山酥梨’葉片中GA含量變化及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)的差異。試驗(yàn)以杜梨組培苗為材料，克隆出與鐵吸收及氮代謝的相

3、關(guān)基因；測定不同缺鐵時間下，F(xiàn)e（III）螯合物還原酶、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶等的酶活，并通過熒光定量PCR技術(shù)，分析不同缺鐵時間下，鐵吸收和氮代謝相關(guān)基因表達(dá)的差異。同時以‘碭山酥梨’組織培養(yǎng)試管苗葉片為試材，測定不同程度缺鐵脅迫下葉片內(nèi)源GA含量；采用熒光定量PCR技術(shù)，分析GA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)差異。1、杜梨組培快繁體系的建立杜梨試管苗的最適初代培養(yǎng)基是MS6BA2.5mgL＋I(xiàn)AA0.15mgLGA30.05mgL；最適增

4、殖培養(yǎng)基是MS6BA0.5mgL＋I(xiàn)AA0.6mgLGA30.6mgL；最適生根培養(yǎng)基為12MS＋I(xiàn)BA0.5mgL。2、通過基因克隆，得到鐵貯藏蛋白的4個家族基因（Fer1、Fer2、Fer3和Fer4），硝酸根離子低親和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)3個家族基因（NRT1、NRT1.2和NRT1.3），硝酸根離子高親和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)基因NRT2，三價鐵螯合物還原酶基因（FRO2），硝酸還原酶基因NR、亞硝酸還原酶基因NIR，鉀離子通道蛋白基因（SK、TP3和T