擬南芥抗La突變體的篩選.pdf

1、稀土元素(RareEarethElements)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用日趨廣泛，特別是隨著稀土化肥的推廣，加速了土壤與環(huán)境中稀土元素的富集和積累。由于稀土是重金屬，稀土進(jìn)入土壤和環(huán)境后對生態(tài)環(huán)境和人類健康的影響，已引起全社會的廣泛關(guān)注。目前關(guān)于農(nóng)用稀土在土壤中累積后對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響研究已取得了一定成果，但稀土對植物的作用機(jī)理研究尚不系統(tǒng)。 擬南芥是一種模式植物，生物學(xué)的不同領(lǐng)域都對這一遺傳資源進(jìn)行了大力開發(fā)和利用。擬南芥的許多突變體已被

2、廣泛用于植物發(fā)育和代謝途徑的研究。擬南芥突變體的篩選已成為研究許多重要理論問題的前提。在稀土農(nóng)用研究中利用擬南芥的工作還很少，目前還沒有關(guān)于擬南芥抗稀土元素突變體篩選的研究。 本試驗(yàn)試圖篩選出擬南芥抗La突變體，為La抗性基因定位提供基礎(chǔ)材料。擬南芥抗La突變體的研究將從基因角度闡明稀土積累的遺傳效應(yīng)，填補(bǔ)稀土研究的空白，完善稀土農(nóng)用的環(huán)境安全性評價體系。 由于La3+很容易和其它陰離子發(fā)生絡(luò)合沉淀，降低了La在培養(yǎng)基中

3、的有效濃度，同時也使得La分布不均勻，不利于突變體的篩選，因此進(jìn)行了篩選條件的摸索。在pH5.8、0.8％瓊脂條件下，在1/2MS+20mg/kg及以上La濃度培養(yǎng)基中出現(xiàn)白色沉淀，在50mg/kgLa3+濃度水平，植株也能生長。為避免了離子的沉淀，以1/2MS(-P)為基礎(chǔ)培養(yǎng)基和純稀土培養(yǎng)基試驗(yàn)，20mg/kgLa3+完全抑制幼苗主根的生長，而且兩者試驗(yàn)結(jié)果相同，確立了以純稀土培養(yǎng)基為篩選培養(yǎng)基。為保證稀土培養(yǎng)基的均一性，避免空氣中

4、CO2造成La3+沉淀，將pH調(diào)至5.5。 篩選方法試驗(yàn)中，雙層培養(yǎng)試驗(yàn)根生長至50mg/kgLa3+濃度稀土培養(yǎng)基中仍能繼續(xù)生長。由于擬南芥幼苗莖和葉片處于非脅迫條件，植物的根吸收的La向上部轉(zhuǎn)運(yùn)很少，導(dǎo)致幼苗可以忍耐更高濃度的脅迫。考慮到雙層培養(yǎng)基每皿的接種量有限，種子發(fā)芽不一致，根生長條件很難控制，因而選用了根向地性彎曲生長為突變指標(biāo)的篩選方法。 篩選壓力試驗(yàn)，在6、6.5mg/kgLa3+培養(yǎng)基上，擬南芥根彎曲與

5、對照一致；7、7.5mg/kgLa3+培養(yǎng)基上，擬南芥能生長，但比對照長得慢，根彎曲較短；8mg/kg及以上，擬南芥不生長。含La3+的培養(yǎng)基較對照軟，而且稀土含量越高，培養(yǎng)基越軟。由于瓊脂用量和培養(yǎng)基的pH值在改善培養(yǎng)基凝固效果方面有互補(bǔ)作用。為得到在pH5.5下合適的凝固效果，提高瓊脂濃度至1.0％。發(fā)現(xiàn)擬南芥在7-13mg/kgLa3+水平培養(yǎng)基上生長處于抑制狀態(tài)，仍能生長；在14mg/kg及以上濃度基本不生長。在pH5.5，1％