【摘要】：水曲柳(Fraxinus mandshurica)屬木犀科(Oleaceae)白蠟樹(shù)屬(Fraxinus)落葉喬木,具有重要的木材利用價(jià)值和園林觀賞價(jià)值。本研究通過(guò)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基滲透壓和培養(yǎng)基內(nèi)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)濃度,研究水曲柳體胚發(fā)生過(guò)程中培養(yǎng)物細(xì)胞內(nèi)線粒體形態(tài)和功能變化,結(jié)合細(xì)胞內(nèi)活性氧和一氧化氮代謝以及細(xì)胞程序性死亡分析,闡述水曲柳早期體胚發(fā)生中細(xì)胞程序性死亡、活性氧和一氧化氮之間的關(guān)系,揭示培養(yǎng)基滲透壓和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑調(diào)控水曲柳體胚發(fā)生和細(xì)胞程序性死亡的機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:(1)在水曲柳體胚發(fā)生過(guò)程中,培養(yǎng)60 d時(shí),在添加20 g·L-1蔗糖的培養(yǎng)基中,添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能促進(jìn)外植體褐化,比未添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的處理高出46.09%;在75 g·L-1蔗糖的培養(yǎng)基上,無(wú)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理的外植體褐化率為94.15%,有植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理外植體100%褐化。在無(wú)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑時(shí),無(wú)體胚發(fā)生;在添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑時(shí),含有75 g·L-1蔗糖的培養(yǎng)基上體胚誘導(dǎo)率和體胚數(shù)量分別為58.55%和20.02個(gè)/外植體,在含有20 g·L-1蔗糖的培養(yǎng)基上體胚誘導(dǎo)率和體胚數(shù)量為11.43%和14.56個(gè)/外植體。說(shuō)明植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑決定水曲柳體胚發(fā)生,促進(jìn)外植體褐化;較高滲透壓促進(jìn)體胚發(fā)生和外植體褐化。(2)在水曲柳體胚發(fā)生過(guò)程中,細(xì)胞核內(nèi)部染色質(zhì)凝聚,線粒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得模糊,呈現(xiàn)出圓球形,Caspase-3酶活性升高,證明外植體細(xì)胞發(fā)生了細(xì)胞程序性死亡。在水曲柳體胚發(fā)生過(guò)程中,線粒體膜吸光度、線粒體膜電位和細(xì)胞色素c/a都降低。較高滲透壓和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑作為一種環(huán)境脅迫能誘導(dǎo)產(chǎn)生H2O2,H2O2使線粒體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,引起線粒體膜電位變化和線粒體膜通透性增加,釋放細(xì)胞色素c到細(xì)胞質(zhì)中,進(jìn)而提高Caspase-3酶活性,導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的細(xì)胞程序性死亡。(3)在水曲柳體胚發(fā)生過(guò)程中,外植體細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞程序性死亡,外植體細(xì)胞內(nèi)H202和NO含量升高。與H2O2代謝相關(guān)的SOD、POD、CAT活性增強(qiáng),以維持細(xì)胞內(nèi)H202的動(dòng)態(tài)平衡。NOS活性、NR活性與細(xì)胞內(nèi)NO含量相關(guān)性均不顯著,水曲柳體胚發(fā)生過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)NO合成可能是由非酶促反應(yīng)作用的結(jié)果。綜上所述,植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)水曲柳體胚發(fā)生起決定性作用,較高滲透壓則促進(jìn)體胚發(fā)生。水曲柳體胚發(fā)生中涉及到H2O2信號(hào)和NO信號(hào)。H2O2作為誘導(dǎo)因子參與了外植體細(xì)胞PCD,在這個(gè)過(guò)程中涉及到了 NO信號(hào)的合成。
【圖文】：

Ｈ２０等分子滲入，進(jìn)而引起線粒體結(jié)構(gòu)腫脹。雖然線粒體膜結(jié)構(gòu)具有一定的逡逑伸展性，但當(dāng)線粒體膜伸展過(guò)大時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致線粒體膜結(jié)構(gòu)破裂，進(jìn)而導(dǎo)致與ＰＣＤ相逡逑關(guān)的蛋白釋放到細(xì)胞質(zhì)中［３３］。如圖１所示，在植物細(xì)胞發(fā)生ＰＣＤ過(guò)程中，活性氧可以逡逑激活ＭＰＴＰ的開(kāi)放，線粒體膜通透性非特異性的增大可以導(dǎo)致細(xì)胞死亡激活物質(zhì)的釋逡逑放，其中包括細(xì)胞色素ｃ，凋亡因子（ＡＩＦ邋）和半胱氨酸蛋白酶激活劑逡逑（Ｓｍａｃ／ＤＩＡＢＬＯ）邋0逡逑ＲＯＳ逡逑、邐Ｕ）邋ＭＰＩ７釋放細(xì)胞色素ｃ邐、逡逑ＭＰＴ邋邐＾凋亡逡逑（３）邋Ｂｄ－２家族蛋白調(diào)控ＭＰＴ逡逑圖１－１邋ＲＯＳ、ＭＰＴ與線粒體途徑的細(xì)胞凋亡（馬淇，２０１２）逡逑Ｆｉｇ邋１－１邋Ａｐｏｐｔｏｓｉｓ邋ｏｆ邋ＲＯＳ，邋ＭＰＴ，邋ａｎｄ邋Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ邋Ｐａｔｈｗａｙ邋（Ｍａ邋Ｑｉ，邋２０１２）逡逑線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔的開(kāi)放導(dǎo)致大量的Ｃａ２＋從線粒體基質(zhì)流入細(xì)胞質(zhì)中，打破了逡逑兩者之間的化學(xué)平衡狀態(tài)，進(jìn)而使線粒體內(nèi)膜不斷伸展膨脹、ＰＴＰ開(kāi)放，，最后導(dǎo)致線粒逡逑體膜因伸展過(guò)大而破裂。有研宄發(fā)現(xiàn)，體外培養(yǎng)的細(xì)胞受到外界刺激發(fā)生ＰＣＤ時(shí)，線逡逑粒體膜電位下降

２．２．１培養(yǎng)基滲透壓和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)外植體褐化的影響逡逑外植體培養(yǎng)６０邋ｄ時(shí)，在不同培養(yǎng)基上的外植體褐化率具有顯著性差異（ｐ＜０．０５）逡逑（圖２－１）。添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能顯著促進(jìn)外植體褐化（當(dāng)培養(yǎng)基中含有２０邋ｇｉ－１蔗糖逡逑時(shí)，外植體褐化率較低，無(wú)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑時(shí)其外植體褐化率為４４．４％，有生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑逡逑時(shí)外植體褐化率增加了邋４６．０９％；當(dāng)培養(yǎng)基中添加７５邋ｇ．Ｌ－１蔗糖時(shí)，無(wú)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，逡逑外植體褐化率為９４．１５％，有植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑外植體１００％褐化）。較高的蔗糖濃度能增逡逑強(qiáng)外植體褐化（無(wú)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑時(shí)，培養(yǎng)基中添加７５邋ｇｉ－１蔗糖比２０邋ｇ－Ｌ－１蔗糖外植逡逑體褐化率增加了邋１１２．１６％；添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑時(shí)，培養(yǎng)基中添加７５邋ｇ＇Ｌ－１蔗糖比２０逡逑ｇ．Ｌ－丨蔗糖外植體褐化率增加了邋６４．８２％）逡逑１００邋［廠］邐□邋７５ｇ－Ｌ－］邋ｇｒ；ａｉ＋ＮＡＡ＋６－ＢＡ逡逑Ｍ邐＾２０邋ｇ．Ｌ／１邋蔗糖＋ＮＡＡ＋６－ＢＡ逡逑｜８０邋■邐ｂ邐￥邐蠢篇逡逑ＩＳ６０＇邐ｉ邐｜邐Ｃ逡逑ｉｉ－邐＜邐１１逡逑Ｈ邋ｌｌｉｉｉ逡逑１２邐３邐４逡逑處理邋Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ逡逑圖２－１滲透壓和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)水曲柳外植體褐化率的影響逡逑注：不同小寫字母表示在尸0．0５水平上差異顯著
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S792.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2708807