【摘 要】
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锌（Zn）、铁（Fe）及钙（Ca）是维持植物正常生长发育所必需的元素,Zn和Fe是微量元素,Ca是大量元素。当Zn、Fe和Ca含量过高或过低时,都会影响植物的生长发育。因此越来越多的科研工作者
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锌（Zn）、铁（Fe）及钙（Ca）是维持植物正常生长发育所必需的元素,Zn和Fe是微量元素,Ca是大量元素。当Zn、Fe和Ca含量过高或过低时,都会影响植物的生长发育。因此越来越多的科研工作者关注植物体内Zn、Fe、Ca等离子的稳态调控机制。我们对拟南芥Zinc Nutrition Essentiall（ZNE1）基因缺失突变体进行纯合鉴定并获得两种纯合突变体,分别命名为znel-l和zne1-2。对这两种突变体进行表型分析发现,在高锌(150 μM Zn2+)、低铁(0.5μM Fe2+)、低钙(0mM Ca2+)培养条件下,突变体叶片发黄、根短,长势显著弱于野生型（Col-0）,具有高锌敏感、低铁敏感和低钙敏感表型;随后将ZNE1基因互补zne1-1和zne1-2突变体后,突变体的表型恢复至野生型表型。为深入研究ZNE1基因是否影响植物对Zn、Fe、Ca等矿质元素的吸收和积累,通过电感耦合等离子体光谱仪（Inductively Coupled Plasma,ICP）对植物中Zn、Fe、Ca的总含量进行测定。结果显示,在用不同浓度的Zn2+、Fe2+、Ca2+处理zne1与野生型Col-0植物的条件下,二者的Zn、Fe、Ca含量均无显著差异,表明Z1NE1基因不参与植物体Zn、Fe、Ca等矿质元素的吸收和积累,可能参与这些元素的分布。通过台盼蓝染色检测受损或死亡细胞,发现在高锌条件下znel-1、zne1-2和Col-0相比,成熟叶片叶脉呈现较深蓝色,山此推测可能维管束细胞周围的细胞因积累较多的Zn2+而受损。我们利用GUS组织化学染色法研究ZNE1基因的表达模式,结果显示ZNE1在拟南芥的根和叶上均有表达。本研究发现ZNE1在拟南芥中系统性表达可能参与植物Zn2+、Fe2+、Ca2+的稳态调控。基于ZNE1基因具有重要的生理功能,本研究为后续优化农作物Zn、Fe、Ca含量提供一定的理论基础。
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