大麥低鎘積累分子機理與調控研究

《大麥低鎘積累分子機理與調控研究》是依託浙江大學，由鄔飛波擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大麥低鎘積累分子機理與調控研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：鄔飛波
• 項目類別：面上項目

項目摘要

土壤鎘污染嚴重影響農產品安全生產和人類健康。本研究擬在現有研究基礎上,以構建的鎘積累差異顯著的近等基因系和懸浮細胞係為材料，在鎘脅迫和正常環境下，利用IEF/SDS-PAGE雙向電泳、質譜分析和生物信息學等技術，比較蛋白質表達譜，分離和鑑定相關特異蛋白質；提取RNA反轉錄合成cDNA，利用DNA晶片技術，篩選鎘低積累相關候選基因；依據基因晶片、蛋白分析等結果，利用RACE技術，獲得包含完整編碼區的全長cDNA，結合生物信息學等技術進行功能預測，並進行轉基因功能驗證，探明鎘積累的分子機理。利用抑制和降低鎘吸收與積累的關鍵化學與農藝措施的多因子組合試驗，建立降低籽粒鎘積累的化學與農藝綜合調控技術。研究結果可為低鎘積累分子育種與生產提供理論和技術指導，從而推動逆境分子生物學的發展，促進作物低鎘積累育種和生產。

結題摘要

土壤鎘污染嚴重影響農產品的安全生產和人類健康。本項目利用IEF/SDS-PAGE雙向電泳、質譜分析和生物信息學等技術，比較鎘積累不同的大麥基因型在鎘脅迫與無鎘條件下的蛋白表達譜差異，分離和鑑定到相關特異蛋白質；提取RNA反轉錄合成cDNA，利用DNA晶片技術，篩選到鎘低積累相關候選基因；利用Gateway克隆技術構建了ZIP3、ZIP5、ZIP7和ZIP8的基因沉默表達載體（RNAi載體），採用農桿菌介導法轉化GoldenPromise大麥，比較轉基因株系和野生種籽粒鎘含量，結果顯示HvZIP3 and HvZIP8轉基因株系籽粒鎘含量顯著高於野生種，但鋅和錳含量顯著低於野生種。利用抑制和降低鎘吸收與積累的關鍵化學與農藝措施的多因子組合試驗，構建了緩解鎘毒害效應及減少植株鎘吸收和籽粒積累的化學與農藝綜合調控技術。研究結果可為低鎘積累分子育種與生產提供理論和技術指導，從而推動逆境分子生物學的發展，促進作物低鎘積累育種和生產。全面完成了項目任務書各項指標。發表與錄用SCI收錄論文7篇；申請國家發明專利1項。項目負責人指導的博士學位論文《大麥鎘吸收與運轉機制的研究》獲2011年全國百篇優秀博士論文提名獎。