光信号对卷柏复苏过程叶绿体的调控与分子机制

发布时间：2024-01-18 19:37

　　复苏植物(desiccation tolerant plant/resurrection plants,DT plant)是一类可以忍耐极端干旱环境的植物。在干旱期,植物体细胞脱水超过90%进入休眠状态,当水分条件适宜,吸收水分并恢复其细胞、器官和整个植物体的生理机能。叶绿体作为植物最重要的细胞器之一,其在复苏植物脱水与复水中的应对策略对植物的生存至关重要。在复苏植物中存在叶绿素丧失型复苏植物(poikilochlorophyllous desiccation-tolerant plant,PDT plant)和叶绿素保持型复苏植物(homoiochlorophyllous desiccation-tolerant plant,HDT plant)两类。卷柏Selaginella tamariscina(P.Beauv.)Spring是一种在进化上古老的维管蕨类复苏植物,研究卷柏在脱水与复水过程中的叶绿体变化以及光对卷柏复苏的叶绿体调控作用与分子机制对于揭示复苏陆生植物的进化历程,植物叶绿体形态建成有重要意义。本研究以卷柏为研究对象,系统地分析了卷柏在脱水和复水过程中的变化,以及光对卷...

【文章页数】：75 页

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摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 复苏植物
    1.2 复苏植物的进化、种类与分布
    1.3 复苏植物的研究进展
        1.3.1 复苏植物的发现与基本特征
        1.3.2 复苏植物耐干性的生理生化与分子机制
        1.3.3 光合系统在植物复苏过程中的变化
        1.3.4 组学在复苏植物领域中的应用
    1.4 卷柏
        1.4.1 卷柏
        1.4.2 卷柏的基因组学研究
        1.4.3 卷柏的脱水与复苏过程
    1.5 研究内容及意义
2 实验材料与方法
    2.1 植物材料
    2.2 实验方法
        2.2.1 相对含水量、比叶面积测定
        2.2.2 叶绿素的提取
        2.2.3 电镜样品的制备
        2.2.4 光合曲线与光合参数的测定
        2.2.5 叶绿素荧光参数的测定
        2.2.6 RNA的提取
        2.2.7 转录组测序
        2.2.8 cDNA的合成
        2.2.9 实时荧光定量qPCR
        2.2.10 数据分析
3 实验结果
    3.1 光对卷柏复苏过程的叶绿体结构的调控
        3.1.1 脱水卷柏与复水卷柏的相对含水量和比叶面积
        3.1.2 脱水卷柏和复水卷柏叶绿体的超微结构
    3.2 光对卷柏复苏过程的叶绿体功能的调控
        3.2.1 脱水卷柏和复水卷柏叶绿素含量
        3.2.2 卷柏的光响应曲线
        3.2.3 脱水卷柏与复水卷柏的光合作用变化
        3.2.4 脱水卷柏与复水卷柏叶绿素荧光
    3.3 脱水卷柏与复水卷柏的转录组分析
        3.3.1 卷柏总RNA的提取
        3.3.2 卷柏原始测序数据的过滤统计
        3.3.3 卷柏原始序列的组装
        3.3.4 卷柏All-Unigene的功能注释
        3.3.5 卷柏样本间聚类分析与分组间差异分析
        3.3.6 卷柏受光调控的差异表达基因的GO与KEGG分析
    3.4 光对卷柏复苏过程的调控机制
        3.4.1 RNA-seq验证光合作用与光合天线蛋白基因表达
        3.4.2 qPCR验证光合作用与光合天线蛋白基因表达
        3.4.3 RNA-seq与qPCR相关性分析
4 讨论
    4.1 光对卷柏复苏过程的叶绿体结构的调控
        4.1.1 卷柏是一类HDT植物
        4.1.2 光对卷柏叶绿体结构的调控不显著
    4.2 光对卷柏复苏过程的叶绿体功能的调控
        4.2.1 光是卷柏叶绿素合成的决定因素
        4.2.2 光对卷柏光合能力与PSⅡ活性的恢复有重要的促进作用
    4.3 光对卷柏复苏过程的基因表达的调控
    4.4 光对卷柏复苏过程的调控机制
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢



本文编号：3879892