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多胺氧化降解在莴苣种子萌发过程中的作用

作　者: 王立伟
导　师: 苏国兴
学　校: 苏州大学
专　业: 植物学
关键词: 莴苣 多胺氧化降解 过氧化氢 种子萌发
分类号: S636.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


精胺（Spm）、亚精胺（Spd）和它们的二胺前体腐胺（Put）是小分子脂肪族多聚阳离子,广泛存在于植物细胞中,它们与植物生长发育、形态建成和对逆境响应密切相关。最近的研究表明,多胺氧化降解除对细胞体内多胺平衡有贡献外,其形成的中间产物有重要的生理作用,其中H2O2与细胞壁的成熟、在发育和伤愈期间的木质化作用和病菌入侵时细胞壁的加固有关;作为一种信号分子,H2O2还介导了细胞程序性死亡、超敏响应和防御基因的表达。然而,多胺氧化降解是否直接参与莴苣种子的萌发过程?其代谢产物H2O2在萌发过程中发挥什么样的作用?目前尚缺乏研究。在本研究中,我们选用正常莴苣（Lactuca sativa L.）种子（挂丝红）为材料,研究多胺氧化降解在莴苣种子萌发过程中的作用。结果如下:低浓度的外源多胺对莴苣种子萌发都有一定程度的促早萌作用,其中以0.5 mM Spd作用效果最好,其次是Spm,Put的作用较小。种子萌发时间进程曲线研究表明,0.5 mM Put、Spd和Spm浸种都可显著促进种子的早萌,但48 h后这种促早萌作用逐渐消失。与此相一致的是1.0 mM环己胺（CHA,亚精胺合酶抑制剂）对莴苣种子萌发有较强的抑制作用。多胺对莴苣幼苗营养生长的影响研究表明,0.5 mM Spd可以明显促进根的生长,表现出根长的增加,而Put,Spm的促进作用次之;与对根系生长的影响不同,三种多胺对株高有显著的抑制作用。CHA处理结果表明,其对根的生长表现出一定的促进作用,而对幼苗株高有一定的抑制作用。这些结果表明多胺与莴苣种子的萌发和幼苗的生长有关。经Spd处理后,研究莴苣种子DAO和PAO活性、内源H2O2变化结果表明,DAO和PAO活性受Spd处理的显著促进,在处理24和36 h,PAO和DAO活性分别达最大值;Spd处理还可明显增加莴苣种子内源的H2O2含量,与对照相比,处理24 h后差异达显著水平。推测Spd促进种子萌发可能与促进多胺氧化酶活性,从而增加H2O2含量有关。用多胺氧化酶专性抑制剂氨基胍（AG）浸种结果表明,伴随着其对莴苣种子PAO和DAO活性的强烈抑制作用,可显著降低种子内源H2O2含量,强烈抑制种子的萌发。有趣的是,在0.5 mM Spd处理的同时,添加1.0 mM AG可显著抑制Spd对PAO和DAO活性的促进作用,降低Spd引起H2O2含量的增加,从而抑制Spd对莴苣种子萌发的促进作用;而添加H2O2清除剂N,N-二甲基硫脲（DMTU）,也可降低种子内源H2O2含量,抑制莴苣种子的萌发。2 mM DMTU还可显著抑制Spd对种子萌发的促进作用,起到与AG相似的作用。研究经Spd和AG处理后莴苣种子体内多胺含量结果表明,种子内源Put含量最高,Spd次之,Spm最低。在种子萌发过程中,内源Put在前24 h快速降低,24-60 h降低趋缓;Spd在萌发前期降低缓慢,48 h后急剧下降;Spm含量低但略呈增加趋势;多胺总量逐渐降低,这可能与种子的萌发过程中PAO和DAO活性逐渐增加有关。而外源Spd和AG处理,可显著增加内源多胺尤其是Put和Spd含量。经AG和DMTU处理后,莴苣幼苗的营养生长也发生显著变化。1 mM AG可显著降低莴苣幼苗主根的伸长,并可抑制0.5 mM Spd对幼苗主根伸长的促进作用;2 mM DMTU也可显著抑制主根的伸长,对莴苣幼苗株高也有明显的抑制作用。本文通过添加外源多胺、多胺生物合成抑制剂、多胺氧化降解专性抑制剂,结合施用H2O2的清除剂,研究莴苣种子在萌发过程中DAO和PAO活性、H2O2含量、内源多胺、种子萌发率的变化。实验结果初步证实多胺氧化降解尤其是多胺氧化降解产物H2O2,在莴苣种子的萌发中可能起重要作用。

全文目录


中文摘要  4-6
Abstract  6-11
前言  11-13
第一章 文献综述  13-32
  第一节 多胺在植物生长发育中的作用  13-24
    一 植物体内的多胺及其存在状态  13-14
    二 植物体内的多胺代谢  14-16
    三 多胺在植物体中的生理作用  16-20
    四、多胺生物合成相关基因及其作用  20-22
    五 多胺与信号转导  22-24
  第二节 多胺氧化酶在植物生长发育中的作用  24-27
    一 多胺氧化代谢相关酶的性质  24-25
    二 多胺氧化降解的作用  25-27
  第三节 过氧化氢的产生途径及其在植物生长发育中的作用  27-32
    一 植物体内的H_2O_2产生途径  27-28
    二 植物体H_2O_2含量的变化  28
    三 H_2O_2在植物细胞内的运输  28
    四 H_2O_2在植物体内的生理作用  28-32
第二章 多胺对莴苣种子萌发和幼苗生长的影响  32-39
  1 材料和方法  33
  2 结果与分析  33-38
  3 讨论  38-39
第三章 多胺氧化降解抑制剂对莴苣种子萌发和幼苗生长的影响  39-50
  1 材料与方法  40-41
  2 结果与分析  41-48
  3 讨论  48-50
第四章 过氧化氢清除剂对莴苣种子萌发和幼苗生长的影响  50-55
  1 材料与方法  51
  2 结果与分析  51-54
  3 讨论  54-55
第五章 全文讨论和结论  55-58
  1 全文讨论  55-57
  2 全文结论  57-58
参考文献  58-76
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文  76-77
缩略语  77-79
致谢  79-80

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中图分类: > 农业科学 > 园艺 > 蔬菜园艺 > 绿叶菜类 > 莴苣（生菜）
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