【摘要】：松材線蟲Bursaphelenchus xylophilus是引起松樹萎蔫病(Pine Wilt Disease)的重要病原線蟲,秀麗線蟲Caenorhabditis elegans是目前科學(xué)界最具代表性的模式線蟲。正常情況下,前者生活在松樹體內(nèi),后者生活在土壤中,均少有機(jī)會受到光照。因此,國內(nèi)外對于這兩種線蟲光生物學(xué)方面的研究甚少。本文研究發(fā)現(xiàn),藍(lán)色光照(λ=462±6nm;1200 Lx)能夠顯著抑制這兩種線蟲的胚胎孵化,我們首次利用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(Elisa酶標(biāo)法)明確了藍(lán)光滯育線蟲胚胎的主要原因是持續(xù)光照導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)多種活性氧ROS含量的顯著提升。為了進(jìn)一步揭示光照下胚胎細(xì)胞產(chǎn)生ROS并導(dǎo)致線蟲胚胎滯育乃至死亡的內(nèi)在機(jī)制,我們對兩種線蟲同步光照胚胎進(jìn)行了二代轉(zhuǎn)錄組測序,并用熒光實(shí)時定量PCR檢測了ROS相關(guān)途徑的關(guān)鍵基因表達(dá)量,用以探索部分通路的工作狀態(tài)。本研究結(jié)果可以獲得線蟲胚胎在藍(lán)光滯育方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),闡明線蟲在藍(lán)光下發(fā)育受到抑制的內(nèi)在原因與機(jī)理,彌補(bǔ)線蟲光學(xué)與基礎(chǔ)生物學(xué)研究的不足,本文主要研究結(jié)果如下:1、藍(lán)光照射能夠顯著抑制甚至阻斷松材線蟲與秀麗線蟲的胚胎孵育。2、藍(lán)光滯育線蟲胚胎需要一定量的累積作用,其關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)為松材線蟲胚胎發(fā)育第9~13h,秀麗線蟲胚胎發(fā)育第3~7h;受過節(jié)點(diǎn)時長照射的線蟲胚胎即使孵化亦存在體長縮短、頭部膨大、運(yùn)動遲緩等不良性狀。3、線蟲胚胎滯育的主要原因是藍(lán)光導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)活性氧含量急劇升高并遠(yuǎn)超細(xì)胞正常代謝水平,檢測的7大類活性氧中5類ROS指標(biāo)(超氧陰離子自由基,過氧化氫,過氧亞硝基陰離子,氫過氧自由基,一氧化氮)含量顯著提升,另2類指標(biāo)(羥自由基與過氧化脂質(zhì))的含量無明顯差異。4、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)表明藍(lán)光照射后的兩種線蟲胚胎均有大量基因在表達(dá)量上有變化且基因整體水平似停滯于正常胚胎前期發(fā)育狀態(tài),其中ROS通路相關(guān)基因表達(dá)呈上調(diào)趨勢。5、熒光實(shí)時定量PCR結(jié)果顯示ROS相關(guān)通路的SOD與ATG基因(松材線蟲sod-3與atg-8基因,秀麗線蟲sod-1與atg-7基因)光照后表達(dá)量顯著上調(diào)。
【圖文】：

圖 2 不同的光活化蛋白中光誘導(dǎo)構(gòu)象變化圖譜me of light-induced conformational change in various photoacCRY2-CIB1LOVDronpaCRY2 CRY2CIB1450-488 nmCIB1DarkFAD FADLOV440-473 nmDarkFMN JαLOVJαFMNDronpa Dronpa 390 nm490 nmDronpa DronpaCRY2 CRY2450-488 nmDarkFAD FADCRY2FADCRY2FADFADN x(N>1)CRY2

類刺激反應(yīng)均能產(chǎn)生相關(guān)應(yīng)答，通過 PI3K/Akt/mTOR 途徑來實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞生長，，自噬等一些生理反應(yīng)的調(diào)控。這個通路是由很多內(nèi)外反應(yīng)共同組成的[81][82]�？梢哉{(diào)整自身生理，有時還可以是參與調(diào)節(jié)另一生物的生理反應(yīng)，例如肺炎鏈球染通過 PI3Kinase/AKT-1/mTOR 介導(dǎo)通路誘導(dǎo)宿主蛋白錯折疊。此外，pdi-2、ak mTOR 的秀麗線蟲突變體的易感性證實(shí)了 PI3K/AKT/mTOR 通路在介導(dǎo)蛋白錯疊方面的作用和參與，這些蛋白錯誤折疊似乎在翻譯宿主防御對肺炎鏈球菌感染弱性[83]。mTOR 通路途徑非常錯綜復(fù)雜，如圖 4 所示，涉及多種小型信號通路接，如 MAPK signaling pathway, Insulin signaling pathway 與 VEGF signaling path，由雷帕霉素 TOR 蛋白為反應(yīng)中心，與多種基因的蛋白產(chǎn)物相互串聯(lián)形成回路涉及多種類酶蛋白，例如超氧化物歧化酶 SOD，自噬特異性調(diào)控蛋白 ATG 等，因受損直接影響活性氧的平衡代謝，atg 基因缺失會導(dǎo)致自噬損傷，例如可以造發(fā)性成纖維細(xì)胞過早衰老[84]。
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S763.18

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 周益民;周國泉;徐一清;;基于單片機(jī)的溫室植物L(fēng)ED補(bǔ)光系統(tǒng)設(shè)計[J];激光生物學(xué)報;2013年03期

2 何善勇;溫俊寶;駱有慶;宗世祥;趙宇翔;韓婧;;氣候變暖情境下松材線蟲在我國的適生區(qū)范圍[J];應(yīng)用昆蟲學(xué)報;2012年01期

3 潘宏陽;葉建仁;吳小芹;;中國松材線蟲病空間分布格局[J];生態(tài)學(xué)報;2009年08期

4 郭建;松材線蟲行為及松材線蟲病的致病因子[J];南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年03期

5 林金明,屈鋒,單孝全;活性氧測定的基本原理與方法[J];分析化學(xué);2002年12期

6 程瑚瑞;林茂松;黎偉強(qiáng);方中達(dá);;南京黑松上發(fā)生的萎蔫線蟲病[J];森林病蟲通訊;1983年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 錢秀娟;甘肅省昆蟲病原線蟲資源及其對非生物脅迫的適應(yīng)性研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

，

本文編號：2606318