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血红素加氧酶介导盐诱导的番茄幼苗侧根发生及其与过氧化氢的关系

作　者: 石钰嵘
导　师: 沈文飚
学　校: 南京农业大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: NaCl 血红素加氧酶细胞周期基因 H2O2 番茄侧根
分类号: S641.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

血红素加氧酶(Heme oxygenase)在哺乳动物的细胞生存和稳定有着广泛的生物学作用。最近研究表明HO参与调节植物抵抗盐害、诱导气孔关闭、缓解重金属胁迫和促进不定根发生等过程。为了探查HO在盐诱导的侧根发生中的作用,本文研究了内源HO的变化以及对侧根发生的影响和相关的信号通路。结果发现NaCl对侧根的诱导呈浓度依赖方式,并促进番茄幼苗根部HO的转录水平、蛋白表达及活性。为了进一步验证HO是否参与了盐诱导的侧根发生过程,本文采用了HO-1专一性抑制剂ZnPP和活性诱导剂Hemin对番茄幼苗侧根发生进行了分析,发现ZnPP能够逆转5 mM NaCl对侧根发生及HO表达的诱导作用；而Hemin能恢复25 mM NaCl对侧根发生及HO活性的抑制作用。进一步的研究还发现,NaCl通过上调细胞周期基因LeCYCD3;1、LeCDKAl、LeCYCA2;1和LeCYCA3;1,以及下调LeKRP2的转录来促进侧根的发生,而ZnPP则能起逆转作用。上述结果表明HO参与了盐诱导的侧根发生,并与其对细胞周期基因的表达有关。此外,本文还研究了H202在盐诱导的番茄侧根发生中的作用。荧光检测发现盐诱导的番茄幼苗根部的H202能被其清除剂CAT和DMTU清除,进而逆转盐对侧根发生的诱导作用；CAT和DMTU还能够显著逆转盐对HO基因转录、蛋白表达及活性的诱导；用外源的H202模拟内源H202水平的结果发现,其以浓度依赖效应显著促进根部H202荧光的产生和侧根发生；H202对HO基因转录、蛋白表达及活性的诱导具浓度依赖效应,并通过上调LeCYCD3;1和LeCDKA1的转录并抑制KRP2的转录来促进侧根发生,而ZnPP则能阻断上述效应,从而暗示在盐诱导的侧根发生中H202是HO的上游信号分子。综合以上的实验结果,我们提出在番茄侧根发育进程中可能存在着一条信号转导通路,即NaCl→H2O2→HO→侧根发生。

全文目录

摘要 6-7ABSTRACT 7-9缩略词表 9-10第一章文献综述 10-17 一侧根的发生概述 10-12 1 侧根发生与激素的关系 10 2 侧根发生的分子机理 10-12 二植物遭受非致死胁迫的形态学效应 12-13 1 SIMR效应的定义及种类 12-13 2 SIMR的信号转导 13 三 H_2O_2作为信号分子参与调节植物的生理过程 13-14 四 HO参与植物发育和抗逆过程 14-15 五本研究的目的和内容 15-17第二章血红素加氧酶介导盐诱导的番茄幼苗侧根发生及其与过氧化氢的关系 17-34 一材料与方法 17-20 1-1 材料培养 17 1-2 化学试剂 17 1-3 HO的活性检测 17-18 1-4 HO-1的Western-blot分析 18 1-5 过氧化氢荧光强度测定 18 1-6 半定量RT-PCR分析 18-19 1-7 蛋白、基因和H_2O_2荧光强度相对表达量分析 19 1-8 统计分析 19-20 二结果分析 20-30 2-1 氯化钠以浓度依赖性方式促进番茄幼苗侧根发生 20-21 2-2 HO-1的抑制剂ZnPP和诱导剂Hemin分别逆转5和25 mM NaCl对番茄幼苗侧根及HO表达的影响 21-23 2-3 ZnPP逆转5 mM NaCl诱导的细胞周期基因表达 23-24 2-4 5mM NaCl诱导的侧根发生需要H_2O_2的参与 24-26 2-5 NaCl、CAT和DMTU共处理对HO的诱导作用 26-27 2.6 H_2O_2诱导侧根发生具有浓度依赖效应 27-29 2.7 ZnPP逆转H_2O_2诱导的细胞周期基因表达 29-30 三讨论 30-34 3-1 HO参与了盐诱导的番茄幼苗侧根发生过程 30-31 3.2 HO参与了盐诱导的细胞周期基因上调表达及侧根发生 31 3-3 盐对番茄幼苗侧根的诱导作用与H_2O_2有关 31-32 3-4 H_2O_2与HO在盐诱导的侧根发生中的关系 32-34参考文献 34-40致谢 40

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