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taxi家族基因在小麦耐镉性中的功能分析【字数:7647】

2024-11-02 14:49编辑: www.jxszl.com景先生毕设

目录
摘要Ⅰ
关键词Ⅰ
AbstractⅠ
Key wordsⅠ
一、前言1
1.1 本文研究背景 1
1.2 研究现状1
1.3 TaGlu与TAXI家族相关理论概述2
1.3.1 TaGlu2
1.3.2 木聚糖酶型抑制剂2
1.3.2.1 木聚糖酶型抑制剂的分子结构2
1.3.2.2 木聚糖酶型抑制剂的耐热性与耐酸碱性2
二、材料与方法3
2.1实验材料3
2.2 实验方法3
三、结论与分析4
3.1 TaGlu基因相关生信分析4
3.1.1 实验结果5
3.1.2 TaGlu分子结构5
3.1.3 蛋白A0A3B6H2C7的二级结构5
3.1.4 蛋白A0A3B6H2C7的三级结构 7
3.1.5 蛋白A0A3B6H2C7进化树的构建 8
3.2 TAXIIV基因相关生信分析9
3.2.1 实验结果10
3.2.2 TAXIIV分子结构10
3.2.3 蛋白Q5TMB2二级结构11
3.2.4 蛋白Q5TMB2三级结构13
3.2.5 蛋白Q5TMB2进化树的构建14
结论14
致谢15
参考文献15
TAXI家族基因在小麦耐镉性中的功能分析
摘 要
重金属镉(Cd)是我国农田土壤中的主要污染源之一,可随作物可食部分进入食物链,危害人体健康。小麦是我国主要粮食作物,土壤中超标的镉不仅会抑制小麦的生长发育,也会通过吸收运输在体内和籽粒中积累重金属镉。本文通过体外喷施甘露糖,基于实验室前期蛋白质组学结果,分析体外阻遏剂甘露糖对水培小麦生理的影响及小麦重要蛋白TAXIIV和TaGlu的上调响应,并对其编码基因进行生物信息学分析。TAXIIV编码的是一种小麦木聚糖酶抑制剂,对应蛋白在三级结构上呈现较高的稳定性;TaGlu所编码的蛋白质是一种糖苷水解酶,这种酶在二级结构层面展现出稳定性 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ¥351916072

引言
本文研究背景
重金属污染土壤修复的最常见手段有两种,一种是物理修复,另一种是化学修复。而时下最热门也是最流行的修复方式是绿色生物技术。该技术最为引人注目的便是超富集植物的使用,最富创新的思路便是对已有植物进行转基因处理从而提高其富集效率,这必将是未来植物修复技术发展的主要方向[1]。镉是一种对植物生长有害的,极具毒性的重金属,它具有毒性大,在环境中流动性大、蓄积性强、易被植物吸收等特点。镉在土壤中的移动性很强,植物过度吸收镉后,造成严重镉毒害,影响植物生长发育,表现为破坏生物膜系统、损坏细胞器结构,影响植物代谢途径,进而影响植物产品的产量与质量。并且被植物根系吸收的镉进入食物链,长时间在人体内富集,半衰期可长达40年[2]。镉对人体的危害是终生不可逆,严重损害呼吸系统、生殖系统、心血管系统等,并且Cd己被国际癌症研究机构列为强致癌物质。镉污染已经严重危害了对植物的生长人类的健康,所以,我们需要必须引起对治理镉污染的重视,尽快研究寻找出有效地治理和防范手段。
现有的有效的治理土壤重金属污染的方法有以下几种,第一种是物理修复法,其包含容土、冲洗、玻璃化等方法;另一种是化学修复法,主要由淋洗、化学固定两种方法;最后还有生物修复的方法,包括植物提取法、微生物淋滤法、微生物固定法等。在现有的各种修复方法中,植物修复技术以其成本低、易上手、对环境污染小、有利于生态环境水土保持和植被恢复,金属元素可回收利用等优点,被广泛热议。植物修复的关键是超富集植物的使用,通过超量积累、去除污染来治理污染的一项绿色新技术。超富集植物是重金属污染修复的一个新的发展方向。通过基因工程技术对植物进行改造,使其重金属耐受性和富集能力得以提高是一种切实有效的植物修复技术的方法。木聚糖酶是一种水解酶,它的功能主要是分解细胞壁中木聚糖主链上的β糖苷键,常见于昆虫和植物中,现已发现的木聚糖酶抑制蛋白主要有三种不同的结构,本文主要对TAXI型展开讨论。木聚糖酶抑制蛋白可以抑制木聚糖酶的活性,在植物防御外来胁迫中发挥着重要作用。近期的研究发现,TAXI基因家族在防治重金属污染中也扮演着重要角色。
研究现状
近些年的研究发现,我国土壤镉污染也十分严重,污染面积约20万hm2,占我国耕地总面积的1/6,土壤镉污染问题一直是科学家关注的热点问题[3]。镉胁迫会导致植物体内蓄积活性氧,植物受到各种逆境胁迫时,通常会在体内富集活性氧,而高浓度的活性氧会使植物受到严重的氧化胁迫。有学者发现用100µmcd处理拟南仅需要15h,体内的H2O2和O2含量显著增加,由此可以看出,活性氧能非常快的响应镉胁迫[4]。
不同植物体内镉的积累方式不同,分布也不同。通过之前的研究我们发现,豆科植物(Leguminosaesp.)的镉累积量较低;十字花科、菊科的植物镉累积量最高[5]。在镉累积部位上,根系的累积含量最高。有文献表明在水稻中镉主要积累在根部,向地上部分转移的量相对较少,水稻根部固持镉的量占总吸收量的80%左右,而籽粒中的镉占比不到10%[6]。科学研究表明,如果将镉与植物的根部直接接触,镉会先停留在植物的根部。在受到重金属污染时,植物根部的外观会发生变化,主要表现为根系发生卷曲,颜色变黄发黑,侧根减少等现象严重的甚至会出现腐败糜烂的现象[78]。

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