芥菜響應(yīng)鎘脅迫的生理和轉(zhuǎn)錄組研究.pdf

1、芥菜（Brassica juncea）是十字花科蕓薹屬植物，是一類重要蔬菜作物。近年來研究表明芥菜是一種較為理想的修復(fù)Cd污染土壤的植物。因此，研究芥菜抗Cd脅迫的機制對應(yīng)用芥菜于Cd污染土壤修復(fù)和培育低富集的蕓薹屬植物具有重要的意義。本實驗以芥菜為材料，研究不同濃度的Cd處理對其幼苗生長特性、Cd吸收和積累的特點、養(yǎng)分吸收、光合特性以及抗氧化酶系統(tǒng)的影響，運用高通量測序技術(shù)對芥菜轉(zhuǎn)錄組進行分析，初步探討了芥菜響應(yīng)Cd脅迫的分子機理。<

2、br>　　20mg/kg-100mg/kg Cd脅迫抑制了芥菜的生長，顯著減少了其幼苗的生物量、根系的伸長生長。芥菜植株同一器官不同Cd處理濃度其Cd含量差異顯著。Cd脅迫降低了芥菜Mn和Mg含量，抑制了Ca和Zn向地上部轉(zhuǎn)運，葉片中Fe含量下降。Cd脅迫影響了芥菜的光合作用，葉片凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）顯著下降，胞間CO2濃度（Ci）先下降后上升。三個處理最大熒光（Fm）、PSII實際光化學(xué)量子效率（ΦP

3、SII）均下降。芥菜葉綠素a和b含量都下降，但葉綠素a受到的影響更大。Cd脅迫下植物會產(chǎn)生氧自由基，抗氧化酶系統(tǒng)在一定程度上能夠?qū)⑵淝宄Ｖ仓曛蠱DA含量顯著上升，SOD、POD、GR和APX酶的活性上升，而CAT酶活性下降。芥菜轉(zhuǎn)錄組測序共獲得115228條序列，平均長度為986bp，GO功能分類結(jié)果顯示UniGene主要參與了生物過程中的代謝過程、細(xì)胞過程和單一有機體過程，細(xì)胞組分的細(xì)胞、細(xì)胞器、細(xì)胞部分，以及分子功能的結(jié)合和催化活

4、性。其中，鎘脅迫下，在根和葉中表達(dá)同時上調(diào)的基因有23個，下調(diào)的有57個，這些基因的功能主要是葉綠素A/B結(jié)合蛋白（chlorophyll A/B binding protein），絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶（Serine/threonine phosphatases），C2H2型鋅指（C2H2-type zinc finger），磷酸丙糖轉(zhuǎn)運蛋白家族（Triose-phosphate Transporter family），磷酸誘導(dǎo)蛋白1保

5、守區(qū)（Phosphate-induced protein1conserved region），谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶（Glutathione S-transferase），甘油磷酸二酯酶家族（Glycerophosphoryl diester phosphodiesterase family），轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子（DNA-binding domain found in transcription regulators），植物轉(zhuǎn)座子蛋白（Plant