【摘要】：紫外線B(UV-B)輻射作為一種環(huán)境因子影響著植物的形態(tài)建成和生理反應(yīng)等過程。植物對(duì)UV-B輻射的響應(yīng)可分為依賴于UVR8的UV-B專一信號(hào)通路和不依賴于UVR8的UV-B非專一信號(hào)通路。UVR8信號(hào)通路在極低的UV-B劑量下就可啟動(dòng),主要調(diào)節(jié)植物的光形態(tài)建成,其通路成員主要包括正調(diào)節(jié)因子UVR8、COP1和HY5/HYH以及負(fù)調(diào)節(jié)因子RUP1/RUP2等。UV-B非專一信號(hào)通路在高劑量UV-B下啟動(dòng),主要調(diào)節(jié)與脅迫刺激有關(guān)的基因表達(dá),其通路信號(hào)分子包括活性氧、茉莉酸、乙烯、絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)等。前人研究已表明UV-B輻射能誘導(dǎo)乙烯生物合成限速酶1-氨基環(huán)丙烷-1-銨酸(ACC)合酶(ACS)的基因表達(dá)、酶活性增高以及乙烯的生成。同時(shí),本實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)乙烯介導(dǎo)了 UV-B輻射誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的過程。但是,目前對(duì)于UV-B輻射誘導(dǎo)了擬南芥葉片保衛(wèi)細(xì)胞中哪些ACS基因的表達(dá)及其與UVR8信號(hào)通路的關(guān)系尚不清楚。其次,MPK6作為UV-B非專一信號(hào)通路的信號(hào)分子,參與了 UV-B誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉,但其是否參與調(diào)控葉片保衛(wèi)細(xì)胞中ACS基因表達(dá)也不清楚。另外,HY5是bZIP家族的轉(zhuǎn)錄因子,是否能直接結(jié)合到ACS基因的啟動(dòng)子上調(diào)控其表達(dá)更不清楚。為了闡明上述問題,本文以擬南芥野生型(Col-O、Ws、Ler)、UVR8信號(hào)通路主要成員UVR8、COP1、HY5/HYH和RUP1/2的功能缺失突變體以及MPK6和MKP1的功能缺失突變體為材料,首先利用RT-PCR和啟動(dòng)子融合GUS報(bào)告基因的基因表達(dá)分析技術(shù)研究了0.5 W·m-2 UV-B輻射對(duì)葉片下表皮和保衛(wèi)細(xì)胞中ACS基因表達(dá)的影響及其與UVR8信號(hào)通路和MKP1/MPK6的關(guān)系,然后利用酵母單雜交技術(shù)從DNA水平上研究了 HY5和ACS基因啟動(dòng)子的互作關(guān)系。本文得到的主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論如下:1.UV-B輻射處理后,擬南芥野生型葉片下表皮及保衛(wèi)細(xì)胞中ACS2、ACS4、ACS5、ACS6、ACS7、ACS8和ACS11基因的表達(dá)與可見光下相比均有明顯的上調(diào),說明UV-B輻射能誘導(dǎo)擬南芥野生型葉片保衛(wèi)細(xì)胞中這7個(gè)ACS基因的表達(dá),暗示它們可能都參與了 UV-B輻射誘導(dǎo)葉片保衛(wèi)細(xì)胞乙烯生成的過程。2.與野生型相比,uvr8、cop1和hy5hyh突變體顯著促進(jìn)了 UV-B輻射對(duì)擬南芥葉片下表皮和保衛(wèi)細(xì)胞中ACS2、ACS4、ACS5相ACS6基因表達(dá)的誘導(dǎo)作用,而抑制了 UV-B輻射對(duì)擬南芥葉片下表皮和保衛(wèi)細(xì)胞中ACS7、ACS8和ACS11基因表達(dá)的促進(jìn)作用;相反,rup1/rup2突變體顯著抑制了 UV-B輻射對(duì)擬南芥葉片下表皮和保衛(wèi)細(xì)胞中ACS2、ACS4、ACS5和ACS6基因表達(dá)的誘導(dǎo)作用,而促進(jìn)了 UV-B輻射對(duì)擬南芥葉片下表皮和保衛(wèi)細(xì)胞中ACS7、ACS8和ACS11基因表達(dá)的誘導(dǎo)作用,說明UVR8信號(hào)通路參與了 UV-B對(duì)擬南芥葉片保衛(wèi)細(xì)胞ACS基因表達(dá)的調(diào)控作用,且UVR8信號(hào)通路正調(diào)節(jié)因子UVR8、COPl、HY5/HYH在UV-B誘導(dǎo)ACS2、ACS4、ACS5和ACS6表達(dá)中起負(fù)調(diào)節(jié)作用,在UV-B誘導(dǎo)ACS7、ACS8和ACS11表達(dá)中起正調(diào)節(jié)作用,而UVR8信號(hào)通路負(fù)調(diào)節(jié)因子RUP1/RUP2在UV-B誘導(dǎo)ACS2、ACS4、ACS5和ACS6表達(dá)中起正調(diào)節(jié)作用,在UV-B誘導(dǎo)ACS7、ACS8和ACS11表達(dá)中起負(fù)調(diào)節(jié)作用。3.酵母單雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,HY5能與ACS2基因啟動(dòng)子上的G-box直接結(jié)合,但不能與其它ACS基因啟動(dòng)子直接互作,暗示UVR8信號(hào)通路的轉(zhuǎn)錄因子HY5介導(dǎo)UV-B輻射調(diào)控葉片保衛(wèi)細(xì)胞ACS2基因的表達(dá)可能通過直接互作的方式,而介導(dǎo)UV-B輻射調(diào)控其他ACS基因的表達(dá)可能通過間接的方式。4.與野生型相比,mpk6突變體顯著抑制了 UV-B輻射對(duì)擬南芥葉片下表皮和保衛(wèi)細(xì)胞中ACS2、ACS4、ACS5、ACS6、ACS7、ACS8和ACS11基因表達(dá)的誘導(dǎo)作用,而mkpl突變體明顯促進(jìn)了 UV-B輻射對(duì)這些ACS基因表達(dá)的誘導(dǎo)作用,說明MKP1及其靶蛋白MPK6均參與了 UV-B輻射對(duì)擬南芥葉片保衛(wèi)細(xì)胞ACS基因表達(dá)的調(diào)控作用,且MPK6在UV-B誘導(dǎo)保衛(wèi)細(xì)胞ACS1基因表達(dá)中起正調(diào)節(jié)作用,而MKP1在UV-B誘導(dǎo)保衛(wèi)細(xì)胞ACS基因表達(dá)中起負(fù)調(diào)節(jié)作用。
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2602371