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增强UV-B及He-Ne激光辐照对小麦幼苗叶肉及根尖细胞内Ca~（2+）影响的研究

作　者: 王亚妮
导　师: 韩榕
学　校: 山西师范大学
专　业: 植物学
关键词: 小麦 增强UV-B辐射 游离钙离子 钙调蛋白 Fluo-3/AM
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文以‘晋麦47号’小麦(Triticum aestivum)为研究材料,采用5mW·mm-2的He-Ne激光和强度为10.08 kJ·m-2·d-1的UV-B来辐照小麦幼苗,利用提取原生质体方法和低温装载法分别在小麦幼苗叶肉细胞、根尖细胞中装载了钙离子荧光指示剂fluo-3/AM,结合激光共聚焦扫描显微技术检测UV-B辐射后小麦幼苗细胞内钙离子荧光强度的分布,测定其胞质内游离钙离子的浓度；并进一步提取钙离子主要受体蛋白-钙调蛋白,通过测定钙调蛋白含量,来探究增强UV-B辐射对小麦幼苗钙信号通路中钙信号的影响。研究结果表明：(1)采取低温装载法向小麦根尖细胞装载了钙离子荧光指示剂,来探究小麦根尖细胞胞质游离钙离子的分布,利用激光共聚焦扫描显微镜进行观察,结果发现,对照组小麦根尖细胞中钙离子荧光主要分布于细胞胞质周缘；而经UV-B辐射处理后,细胞内钙离子荧光不仅分布在胞质周缘,且在细胞壁与胞间隙内可观察到大量钙离子荧光。(2)经过对单个根尖细胞胞质游离钙离子荧光强度测定之后,发现UV-B处理使细胞胞质内游离钙离子浓度明显升高。(3)通过提取小麦幼苗叶肉细胞原生质体,向原生质体内装载钙离子荧光指示剂,CLSM下观察发现,对照组细胞内钙离子荧光分布较均匀,主要分布于紧贴质膜处和核周围,UV-B辐射组钙离子荧光与对照组分布相似,但其原生质体表面不如对照组平滑。(4)通过对小麦幼苗叶肉细胞胞质游离钙离子浓度进行测定,结果发现,增强UV-B辐射组细胞内钙离子荧光强度较对照组高,而钙离子荧光强度的强弱可以直接反映出钙离子浓度的高低,说明增强UV-B辐射组小麦幼苗叶肉细胞内维持较高浓度的钙离子水平。(5)通过提取小麦幼苗钙调蛋白,SDS-PAGE电泳法对提取的钙调蛋白进行检测,在20.1KD和14.4KD之间有一条明显的蛋白带区,推测其为钙调蛋白。经凝胶分析后,测定其分子量为16.245。(6)经Bradford法对钙调蛋白的含量进行测定,结果发现：UV-B辐射和He-Ne激光均可使小麦叶片中16 kD左右的蛋白有一定程度的增加。推测是由于增强UV-B辐射首先引起钙信号通路中钙离子浓度发生变化,进而引起钙信号通路中下游靶蛋白增强表达的结果。这些变化表明Ca2+信号有可能以一定的方式参与了小麦响应UV-B辐射胁迫的过程。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-10
1 前言  10-24
  1.1 增强UV-B辐射对植物影响的研究进展  11-15
    1.1.1 增强UV-B辐射对植物个体生长发育和形态学特征的影响  11-12
    1.1.2 增强UV-B辐射对植物生理生化代谢的影响  12-14
    1.1.3 增强UV-B辐射对DNA损伤及修复的影响  14-15
  1.2 He-Ne激光的生物学效应  15-17
    1.2.1 激光的作用机理研究  15-16
    1.2.2 激光的生物学效应研究  16
    1.2.3 He-Ne激光对植物的生物学效应研究  16-17
  1.3 植物细胞内钙信号转导途径  17-21
    1.3.1 植物细胞信号转导  17-18
    1.3.2 钙-钙调素信号系统  18-20
    1.3.3 钙信号的研究方法  20-21
  1.4 本研究的意义及主要内容  21-24
2 材料与方法  24-28
  2.1 材料及其培养  24
  2.2 处理设置  24
    2.2.1 UV-B辐射处理  24
    2.2.2 He-Ne激光辐照  24
  2.3 研究方法  24-28
    2.3.1 钙离子荧光指示剂Fluo-3/AM的装载  24-26
    2.3.2 CaM的提取、凝胶分析及含量测定  26-28
3 结果与分析  28-38
  3.1 增强UV-B辐射对小麦根尖细胞内游离钙离子的影响  28-30
    3.1.1 小麦根尖细胞装载Fluo-3/AM前后的荧光观察  28
    3.1.2 不同装载时间对小麦根尖细胞内钙离子标记效果的影响  28-29
    3.1.3 增强UV-B辐射对小麦根尖细胞内钙离子的影响  29-30
  3.2 增强UV-B辐射对小麦幼苗叶肉细胞钙离子的影响  30-35
    3.2.1 小麦叶肉细胞原生质体的分离与制备  30
    3.2.2 原生质体活力的检测  30-31
    3.2.3 小麦叶肉细胞原生质体装载钙离子荧光指示剂前后效果图  31-33
    3.2.4 不同装载时间下小麦叶肉细胞原生质体标记效果图  33
    3.2.5 增强UV-B辐射后小麦叶肉细胞原生质体钙离子标记图  33-35
  3.3 He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗钙调蛋白的影响  35-38
    3.3.1 钙调蛋白的SDS-PAGE分析  35-36
    3.3.2 He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗钙调蛋白含量的影响  36-38
4 讨论  38-42
  4.1 增强UV-B辐射对小麦根尖细胞钙离子的影响  38-39
    4.1.1 利用根尖进行钙离子研究的必要性  38
    4.1.2 Fluo-3/AM的装载效果  38
    4.1.3 增强UV-B辐射后小麦根尖细胞内钙离子的变化  38-39
  4.2 增强UV-B辐射对小麦叶肉细胞原生质体中钙离子的影响  39-40
    4.2.1 利用原生质体研究钙离子的必要性  39
    4.2.2 小麦叶肉细胞原生质体的基本结构特点  39
    4.2.3 钙离子荧光指示剂装载到原生质体胞质内的适宜条件  39-40
    4.2.4 增强UV-B辐射对小麦叶肉细胞原生质体中钙离子的影响  40
  4.3 He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗钙调蛋白的影响  40-42
5 结论  42-44
致谢  44-46
参考文献  46-52
附录  52

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 麦 > 小麦
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