鐵脅迫對‘碭山酥梨’葉片礦質營養(yǎng)及相關基因表達的影響.pdf

1、鐵是果樹必需的微量元素之一,在果樹光合作用、呼吸作用、蛋白質和核酸的合成等諸多生理代謝過程中發(fā)揮著極其重要的作用。黃河故道地區(qū)是我國梨主產區(qū)之一,其主栽品種‘碭山酥梨’缺鐵現(xiàn)象嚴重,這嚴重影響了‘碭山酥梨’的產量和品質。
　　為了探討缺鐵對‘碭山酥梨’葉片礦質營養(yǎng)、相關基因表達以及對葉片中葉綠體片層結構的影響,試驗以‘碭山酥梨’缺鐵黃化葉片為試材,測定了不同黃化程度的葉片中礦質元素的含量,分析了缺鐵對其他礦質元素含量的影響及其元素

2、之間的相關性。運用RACE技術克隆了葉片中鐵貯藏蛋白與鐵氧還蛋白基因,并通過Real-timePCR技術分析其在不同黃化程度葉片中的相對表達量;通過透射電鏡技術,觀察了正常葉片和黃化葉片中的葉綠體片層結構。試驗獲得的主要結果如下:
　　1、在黃河故道地區(qū),‘碭山酥梨’有缺鐵黃化現(xiàn)象,表現(xiàn)為幼葉首先黃化,葉片小,在展葉期表現(xiàn)尤為明顯,后期嚴重時,整個當年生枝條均黃化。不同程度缺鐵葉片中Fe含量的變化與Cu、Mo的含量呈極顯著正相關,

3、其相關系數(shù)分別為r(Fe,Cu)=0.998,r(Fe,Mo)=0.998;與B、Cl含量的變化呈顯著性正相關,r(Fe,B)=0.985,r(Fe,Cl)=0.968。說明缺鐵的同時,也引起了其他礦質元素的缺乏。
　　2、‘碭山酥梨’正常葉片葉綠體的基粒呈片層狀有序地排列,黃化葉片葉綠體結構發(fā)生了畸變,片層結構解體,呈片斷狀。
　　3、以‘碭山酥梨’cDNA為模板,用TakaRa3′-FullRACEkit和SMARTer

4、TM5'-RACEcDNAAmplificationkit試劑盒進行了cDNA末端擴增,獲得PbFer1、PbFer2、PbFer3、PbFer4和PbFd1基因的3′端序列及PbFer1、PbFer2、PbFer4和PbFd1基因的5′端序列。經拼接獲得了PbFer1、PbFer2、PbFer4和PbFd1基因的cDNA全長。生物信息學分析表明,PbFer1基因序列全長為1179bp,編碼區(qū)(CDS)為798bp,編碼265個氨基酸,

5、其中,5'端非翻譯區(qū)50bp,3′端非翻譯區(qū)224bp。PbFer2基因序列全長為1052bp,編碼區(qū)(CDS)為828bp,編碼275個氨基酸,其中,3′端非翻譯區(qū)224bp。PbFer3基因序列全長為1103bp,編碼區(qū)(CDS)為789bp,編碼262個氨基酸,其中,5'端非翻譯區(qū)15bp,3′端非翻譯區(qū)299bp。PbFer4基因序列全長為1145bp,編碼區(qū)(CDS)為816bp,編碼271個氨基酸,其中,5'端非翻譯區(qū)105

6、bp,3′端非翻譯區(qū)224bp。PbFd1基因序列全長為704,編碼區(qū)(CDS)為435bp,編碼144個氨基酸,其中,5'端非翻譯區(qū)59bp,3′端非翻譯區(qū)210bp。
　　4、不同程度缺鐵葉片中鐵蛋白和PbFd1基因的表達量存在差異。輕度缺鐵時,PbFer2的相對表達量較高,隨著缺鐵程度的增加,PbFer2相對表達量顯著下降;PbFer1、PbFer3和PbFer4基因的相對表達量隨著缺鐵程度的增加而顯著下降;葉片輕度缺鐵時P