| 摘要 | 第8-10页 |
| ABSTRACT | 第10-11页 |
| 缩略词表 | 第12-13页 |
| 1 前言 | 第13-34页 |
| 1.1 研究问题的由来 | 第13页 |
| 1.2 磷在植物生长发育中的作用 | 第13-27页 |
| 1.2.1 磷在植物中的生物学功能 | 第13-14页 |
| 1.2.2 植物对低磷环境的适应 | 第14-17页 |
| 1.2.2.1 植物根系在低磷环境下的变化 | 第14-15页 |
| 1.2.2.2 低磷环境下菌根的功能 | 第15-16页 |
| 1.2.2.3 低磷胁迫下激素的变化 | 第16-17页 |
| 1.2.3 植物对磷的吸收和转运 | 第17-23页 |
| 1.2.3.1 Pht1磷酸转运蛋白家族 | 第20-21页 |
| 1.2.3.2 Pht2磷酸转运蛋白家族 | 第21-22页 |
| 1.2.3.3 Pht3磷酸转运蛋白家族 | 第22页 |
| 1.2.3.4 Pht4磷酸转运蛋白家族 | 第22-23页 |
| 1.2.4 植物磷信号调控途径 | 第23-27页 |
| 1.2.4.1 PHR1介导的磷信号途径 | 第23-24页 |
| 1.2.4.2 SPX蛋白对PHR1/2的调控 | 第24-26页 |
| 1.2.4.3 不依赖PHR1/2的调控途径 | 第26-27页 |
| 1.3 砷是对植物和人体有害的类金属元素 | 第27-33页 |
| 1.3.1 砷污染的现状及砷对人类发育和植物生长的危害 | 第27-28页 |
| 1.3.2 植物中砷吸收积累的机制 | 第28-31页 |
| 1.3.2.1 植物对亚砷酸盐(AsⅢ)的吸收 | 第29-30页 |
| 1.3.2.2 植物对砷酸盐(AsⅤ)的吸收 | 第30-31页 |
| 1.3.3 植物砷解毒的机制 | 第31-33页 |
| 1.4 本研究的目的和意义 | 第33-34页 |
| 2 材料和方法 | 第34-46页 |
| 2.1 水稻材料和来源 | 第34页 |
| 2.2 菌株和载体 | 第34页 |
| 2.3 生物信息学分析 | 第34-35页 |
| 2.4 载体构建及遗传转化 | 第35-39页 |
| 2.4.1 启动子融合载体的构建 | 第35页 |
| 2.4.2 超量表达载体的构建 | 第35-36页 |
| 2.4.3 抑制表达载体的构建 | 第36-37页 |
| 2.4.4 CRISPR表达载体的构建 | 第37页 |
| 2.4.5 酵母表达载体的构建 | 第37-39页 |
| 2.4.6 亚细胞定位载体的构建 | 第39页 |
| 2.5 营养液培养和田间试验 | 第39-40页 |
| 2.6 GUS染色及琼脂切片 | 第40-41页 |
| 2.7 酵母互补及酵母菌株的培养 | 第41-42页 |
| 2.7.1 酵母的快速转化 | 第41页 |
| 2.7.2 酵母质粒抽提 | 第41页 |
| 2.7.3 酵母互补实验 | 第41-42页 |
| 2.8 水稻的遗传转化 | 第42页 |
| 2.9 DNA提取,转基因植株的鉴定及表达量分析 | 第42-44页 |
| 2.9.1 DNA的抽提和转基因阳性植株鉴定 | 第42-43页 |
| 2.9.2 转基因阳性植株的鉴定 | 第43页 |
| 2.9.3 RNA的抽提,cDNA的反转录和表达量检测 | 第43-44页 |
| 2.10 水稻原生质体瞬时表达 | 第44-45页 |
| 2.11 植株总磷浓度测定 | 第45页 |
| 2.12 植株总砷浓度测定 | 第45-46页 |
| 3 结果与分析 | 第46-79页 |
| 3.1 Pht1家族基因的生物信息学分析 | 第46-52页 |
| 3.1.1 Pht1家族成员信息及染色体位置 | 第46-47页 |
| 3.1.2 Pht1家族基因一级结构分析 | 第47页 |
| 3.1.3 Pht1家族基因进化树分析 | 第47页 |
| 3.1.4 Pht1启动子顺式作用元件分析 | 第47-49页 |
| 3.1.5 Pht1家族基因的表达模式分析 | 第49页 |
| 3.1.6 Pht1家族基因都是具有功能的磷酸盐转运子 | 第49-52页 |
| 3.2 OSPT4的在水稻磷转运过程中的功能分析 | 第52-65页 |
| 3.2.1 OsPT4在水稻各组织中的表达模式 | 第53-55页 |
| 3.2.2 Real-timePCR验证芯片结果 | 第55-56页 |
| 3.2.3 OsPT4受缺磷诱导表达 | 第56-59页 |
| 3.2.4 OsPT4亚细胞定位分析 | 第59-60页 |
| 3.2.5 获得OsPT4转基因植株 | 第60-61页 |
| 3.2.6 OsPT4转基因植株的表型和生理指标分析 | 第61-63页 |
| 3.2.7 Pht1家族基因在OsPT4转基因植株中的表达量变化分析 | 第63-65页 |
| 3.3 OSPT4在水稻砷吸收转运过程中功能分析 | 第65-79页 |
| 3.3.1 Pht1家族基因在砷环境下的表达量变化 | 第65-66页 |
| 3.3.2 OsPT4超表达植株对砷毒害更敏感 | 第66-68页 |
| 3.3.3 OsPT4参与水稻砷酸盐的吸收和转运过程 | 第68-71页 |
| 3.3.4 砷元素在OsPT4超表达材料各组织中的浓度和分布 | 第71-73页 |
| 3.3.5 OsPT1、OsPT4和OsPT8表达量随砷处理时间变化而变化 | 第73-74页 |
| 3.3.6 OsPT1和OsPT8在OsPT4超表达植株中表达量变化 | 第74-75页 |
| 3.3.7 OsPT4超表达植株在田间的表型变化 | 第75页 |
| 3.3.8 OsPT4抑制表达植株对砷酸盐毒害的反应 | 第75-79页 |
| 4 讨论 | 第79-88页 |
| 4.1 Pht1家族基因的时空表达模式研究 | 第79-80页 |
| 4.2 OSPT4在水稻磷吸收转运中的功能探究 | 第80-84页 |
| 4.2.1 OsPT4是一个有功能的磷酸盐转运蛋白 | 第80-81页 |
| 4.2.2 OsPT4在水稻磷吸收过程中可能的作用 | 第81-82页 |
| 4.2.3 OsPT4介导磷元素从营养器官向生殖器官转移 | 第82页 |
| 4.2.4 OsPT4与水稻Pht1家族基因之间的关系 | 第82-83页 |
| 4.2.5 OsPT4在磷信号途径中的作用 | 第83-84页 |
| 4.3 OSPT4在水稻砷吸收转运中的功能探究 | 第84-88页 |
| 4.3.1 OsPT4参与砷酸盐的吸收和转运 | 第84-85页 |
| 4.3.2 OsPT4超表达植株中的各组织总砷含量及分布 | 第85页 |
| 4.3.3 Pht1家族蛋白在砷吸收运输过程中的相互作用 | 第85-86页 |
| 4.3.4 水稻节点是控制矿质元素分布的关键枢纽 | 第86-87页 |
| 4.3.5 OsPT4可以作为水稻育种的候选基因 | 第87-88页 |
| 参考文献 | 第88-108页 |
| 附录 | 第108-117页 |
| 附录Ⅰ 引物列表 | 第108-110页 |
| 附录Ⅱ 部分实验的详细操作步骤 | 第110-113页 |
| 附录Ⅲ 试剂配方 | 第113-116页 |
| 附录Ⅳ 作者简介 | 第116-117页 |
| 致谢 | 第117-119页 |
