文档介绍：浙江大学环境与资源学院
博士学位论文
转录组学、蛋白质组学研究海州香薷Cu吸收与耐性分子机理及
其cDNA文库的构建
姓名:李锋
申请学位级别:博士
专业:环境工程
指导教师:陈英旭
20090701
摘要转录组学、蛋白质组学研究海州香薷吸收与耐性分子机理及其文库的构建浙江大学环境与资源学院环境工程系海州香薷4叫慰葡戕甘粢荒晟荼局参铮酝薪细叩哪托院累积能力,被鉴定为铜耐性/富集植物。近年来,利用海州香薷进行污染土壤的修复研究及海州香薷对铜吸收累积与耐性解毒的分子机理研究受到广大生物和环境科学学者的关注。本论文以海州香薷为材料,采用水培试验,运用.、实时荧光定量.、和瓻./等技术,研究高铜和缺铜胁迫对海州香薷转录组和蛋白质组的影响,首次从转录组学和蛋白质组学的水平阐释了海州香薷对铜吸收累积与耐性解毒的分子机理。此外,还应用际豕菇撕V菹戕父咄腿蓖财鹊娜ǔ文库,为开展海州香薷功能基因组学研究提供了宝贵资源。主要研究结果如下:⒑V菹戕父逤⑷盋财鹊淖B甲檠а芯在转录组学研究中,,四个时间点的差异表达,获得了个差异表达的希珺分析发现个单基因,其中有编码已知功能蛋白,霰嗦胛粗9δ艿鞍祝溆鯰茨苷业较灾吹男蛄行畔ⅰ随机选择鯰惺凳庇ü舛縋检测,。在个单基因中,个基因受高胁迫的特异诱导,龌蚴苋盋财鹊奶异诱导,其余的个基因的表达在缺和高处理时都受到影响。在个已知基因中,霾斡氚谘趸乖骺兀个与细胞内的信号转导有关,鲎B家蜃樱个翻译起始因子,龊颂翘寤颍个蛋白代谢相关基因,瞿芰看幌喙兀个逆境胁迫防御基因,鼋鹗裟托杂虢舛鞠喙鼗颍个细胞壁代谢相关基因,龃紊幌喙鼗颍约个叶主要表达蛋白基因。对这些基因在海州香薷铜吸收与耐受过程中的机制作了探讨。⒑V菹戕傅鞍字首檠Ъ际跹芯本研究对7ā⒃冉ê头犹崛》ㄈ值鞍滋崛》椒ń斜冉戏⑾址犹崛》ㄌ李锋.、甌疞和高铜
取的海州香薷根、叶蛋白适于双向电泳研究。不同范围胶条的图谱比较研究表明胶条值范围为时,海州香薷根、叶蛋白的分离效果最好。⒑/·干重,而叶部含量仅增加了丁6院V菹戕赶戕父⒁,处理后,海州香薷根系蛋白谱带发生变化,而叶部蛋白的谱带变化不大。进一步对根叶的蛋白质组研究发现,胁迫处理后,根系有个蛋白点的表达发生变化,其中个上调,个下调;而叶部仅有龅鞍椎愕谋泶锓⑸浠系个下调觥6愿档白进行分析表明,这些蛋白具有多种分子功能,参多个生物学过程,说明海州香薷的耐性与解毒过程具有复杂的分子机制。海州香薷根系蛋白可以分为啵貉趸乖衡相关蛋白、与转录翻译调控相关蛋白、信号转导和调控相关蛋白、与能量代谢相关的蛋白、细胞壁结构相关蛋白、细胞骨架相关蛋白、转运相关蛋白和胁迫相关蛋白。根据这些差异表达的蛋白我们阐释了海州香薷耐性与解毒机制分子机理。⒑V菹戕溉盋财鹊牡鞍字首檠а芯本研究发现,缺胁迫处理欤V菹戕父礐肯陆盗ィ恫緾含量下降了.%。甈治龇⑾趾V菹戕父⒁兜牟糠值鞍滋醮牧炼壬杂猩系鳌进一步对根叶的蛋白质组研究发现,根系有个蛋白点的表达发生变化,其中个上调,个下调;叶部有个蛋白点的表达发生变化,上调鱿碌个。对根系蛋白进行分析表明,这些蛋白具有多种分子功能,参与多个生物学过程,说明海州香薷对的吸收过程同样具有复杂的分子机制。根系差异表达蛋白主要参与淀粉代谢、信号转导、氧化还原动态平衡调控、转录与翻译调控、能量代谢调控、蛋白质的修饰、降解与转运、疾病抗性、细胞壁代谢与细胞骨架调控等过程;叶部差异表达蛋白主要参与液泡离子转运、能量代谢和碳同化,另外鞍捉到獗冉厦飨浴U庑┑鞍字首檠菡故玖撕V菹戕竿ü谋涮内生化反应和代谢途径来适应缺胁迫的分子机理。对海州香薷高铜和缺铜胁迫时根、叶的蛋白质组学研究结果表明根系在的吸收耐性与解毒机制中具有重要的意义,可能起到库的作用。海州香薷适应缺铜和高铜胁迫时,能够诱导一些类似功能的蛋白,诸如氧化还原调控、信号转导、转录与翻译调控、能量代谢调控、细胞壁代谢细胞骨架调控、离子转运等相关的蛋白,但这些蛋白在两种胁迫时处理
离子的机理不尽相同。⒑V菹戕父逤⑷盋财雀鵦目獾墓菇本研究分别以缺铜和高铜处理、和暮V菹戕父馕=ǹ獠牧希捎肧技术首次构建了海州香薷缺铜和高铜胁迫的文库。缺铜胁迫原始文库滴度为痬目馑懒⒖寺∈.个,扩增文库滴度为重组率为%,插入片段%┰%大于关键词:海州香薷,高铜,缺铜,转录组,蛋白质组,文库,吸收与耐性机理痬
,,—.—“疞//疞—/狿,猅狹疢,,,琺.—,—珻,琤甀琲甀畇瑃—甌./疞瑆甋——。..
畇.,,痑瑂;;畉证—,———瑃,,