本文選題：擬南芥　切入點：鋁脅迫　出處：《昆明理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：酸性土壤中的Al3+對植物根系生長具有重要影響。Al3+對植物最主要的危害作用表現(xiàn)在對根伸長的抑制作用。在鋁脅迫條件下,植物根尖能向外界環(huán)境分泌蘋果酸、檸檬酸、草酸等有機酸,緩解鋁毒害。鋁還能誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的活性氧從而引起植物根系膜質(zhì)過氧化作用,植物體內(nèi)存在抗氧化系統(tǒng)酶和非酶類氧化系統(tǒng)能夠清除氧自由基,緩解鋁誘導(dǎo)的膜質(zhì)過氧化。近幾年,水楊酸(SA)緩解植物脅迫的相關(guān)研究越來越多,但有關(guān)SA對模式植物擬南芥鋁毒害的影響未見報道。本研究以水楊酸擬南芥突變體nahG(內(nèi)源水楊酸低于野生型)和npr1-1(內(nèi)源水楊酸高于野生型)為材料,探究分析鋁脅迫對兩種水楊酸擬南芥突變體生理生化和基因表達(dá)的影響,旨在揭示SA緩解擬南芥鋁毒害的分子機理。主要研究結(jié)果如下:1.用不同濃度的AlCl3處理擬南芥的結(jié)果顯示,300μmol/L鋁處理顯著抑制野生型(col型),nahG和npr1-1型根伸長,抑制率大小分別為nahGcolnpr1-1。用不同濃度的SA處理鋁脅迫下nahG,結(jié)果顯示,低濃度SA(20、50、80與100μmol/L)對300μmol/L鋁脅迫下nahG根伸長抑制具有緩解作用,濃度高于100 μmol/L加劇了根伸長抑制,100μmol/LSA對nahG根伸長抑制的緩解作用最為顯著。用不同濃度PAC(多效唑,SA合成抑制劑)處理npr1-1時,PAC的濃度升高會加劇鋁脅迫對根伸長抑制,50μmol/LPAC處理時,對根伸長抑制作用最顯著。野生型和突變體擬南芥的鋁耐受性與內(nèi)源SA含量有關(guān),SA對鋁脅迫誘導(dǎo)的擬南芥根伸長抑制具有緩解作用。2.用300μmol/L Al處理野生型col,nahG和npr1-1型擬南芥24h后,野生型和突變體中的有機酸(蘋果酸與檸檬酸)分泌量顯著增加,過氧化氫(H2O2)與丙二醛(MDA)含量提高,超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)與過氧化氫酶(CAT)活性上升;用外源100μmol/L SA處理300μmol/L鋁脅迫的nahG后,根尖檸檬酸分泌與單獨鋁處理相比顯著增加,SOD與POD活性進一步上升。用50μmol/LPAC處理鋁脅迫npr1-1后,有機酸分泌受到抑制,H2O2、MDA與CAT含量增加,SOD與POD活性卻降低。SA可能通過增加有機酸的分泌量和上調(diào)抗氧化系統(tǒng)酶(SOD與POD)活性的緩解鋁毒害。3.30μmol/L鋁脅迫下兩種擬南芥突變體ALMT1(蘋果酸分泌蛋白編碼基因)與M4TE(檸檬酸分泌蛋白編碼基因)基因的表達(dá)增加,外源100μmol/LSA處理下,鋁脅迫下nahG的ALMT1與MATE基因的表達(dá)進一步增加;PAC抑制鋁脅迫下npr1-1中ALMT1與MATE的表達(dá),暗示SA誘導(dǎo)擬南芥鋁脅迫下有機酸分泌,可能與其促進ALMT1與MATE的表達(dá)有關(guān)。鋁處理后nahG中14-3-3和HA5(質(zhì)膜H+-ATPase編碼基因)表達(dá)無明顯增加,外源SA處理后14-3-3與HA5表達(dá)也不明顯變化;鋁處理下npr1-1中14-3-3編碼基因GF14mu、GF14phi chain、GF14chi與HA5的表達(dá)顯著增加,PAC處理后抑制它們的表達(dá)。免疫共沉淀結(jié)果表明,外源SA顯著增加鋁脅迫下nahG中14-3-3蛋白與質(zhì)膜H+-ATPase互作水平、質(zhì)膜H+-ATPase活性與H+泵活性。npr1-1中,Al脅迫誘導(dǎo)14-3-3蛋白與質(zhì)膜H+-ATPase互作水平、質(zhì)膜H+-ATPase活性與H+泵活性,PAC處理后,上述蛋白的互作和活性降低,SA還可能通過提高14-3-3蛋白與質(zhì)膜H+-ATPase的蛋白互作,提高H+泵活性,增加有機酸分泌。4.轉(zhuǎn)錄組測序比較分析表明,鋁脅迫下nahG中,有357個基因下調(diào),118個基因上調(diào)表達(dá);npr1-1中,有911個基因上調(diào),4320個基因下調(diào)表達(dá),Al3+會降低nahG中6-磷酸葡萄糖脫氫酶基因與6-磷酸葡糖酸脫氫酶基因的表達(dá),降低GSSG/GSH循環(huán)對活性氧的清除作用,加劇nahG的氧化脅迫;npr1-1中,谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GST)、谷胱甘肽水解酶(GGT)相關(guān)基因上調(diào),促進GSH對活性氧的清除作用。除調(diào)控經(jīng)典抗氧化系統(tǒng)酶外,SA還可能通過調(diào)控非酶系統(tǒng)緩解鋁毒害。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q945.78

【參考文獻】

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本文編號：1599554