本文選題：鐵離子輻射 + 擬南芥��； 參考：《大連海事大學》2017年碩士論文

【摘要】：空間輻射和微重力是航天飛行中導致生物體損傷與遺傳變異的重要風險因素,然而目前對其產(chǎn)生生物學效應(yīng)的相互作用關(guān)系仍然不清楚。本文從表型、細胞以及分子層面,研究鐵離子輻射對擬南芥重力響應(yīng)系統(tǒng)中感受和傳遞階段產(chǎn)生的作用機制以及模擬微重力對非同源末端連接通路(Non-homologous end joining,NHEJ)中關(guān)鍵修復蛋白Ku70表達量的影響。將col野生型以及pin2和pgm-1重力不敏感突變體擬南芥的種子分為對照、模擬微重力效應(yīng)、輻射和復合因素四個實驗組。以劑量為0.1 Gy的56Fe離子(LET=107.8keV/μm)輻照處理干種子。輻照后培養(yǎng)7d測定發(fā)芽率、計算發(fā)芽勢;隨后,對模擬微重力效應(yīng)組和復合因素組進行24 h模擬微重力處理,測定所有受試擬南芥根長、根尖偏轉(zhuǎn)角、根尖淀粉體面積,以及野生型擬南芥根尖生長素輸出載體蛋白PIN1與損傷修復相關(guān)蛋白Ku70的表達量。研究發(fā)現(xiàn),0.1 Gy劑量鐵離子輻射不會對野生型以及pin2、pgm-1突變體擬南芥的發(fā)芽率造成明顯影響,但對其發(fā)芽勢及幼苗主根長度產(chǎn)生極顯著的抑制作用。表現(xiàn)為輻射迫使種子發(fā)芽整齊度下降、發(fā)芽速度減緩、發(fā)芽天數(shù)均延長、主根變短。模擬微重力、輻射、復合因素處理均造成野生型擬南芥幼苗根尖偏轉(zhuǎn)角的增大,且復合因素組的根尖偏轉(zhuǎn)角大于模擬微重力效應(yīng)組;另外,只有野生型幼苗的模擬微重力效應(yīng)組和復合因素組的根尖淀粉體分布產(chǎn)生了顯著增大,輻射組無明顯變化。同時發(fā)現(xiàn),鐵離子輻射對野生型根尖細胞生長素運輸載體PIN1蛋白的表達起抑制作用,而微重力處理呈現(xiàn)相反的作用效果,說明輻射可通過抑制PIN1蛋白表達參與植物向重性的力學信號傳導;模擬微重力處理可以顯著抑制輻射造成的損傷修復蛋.白Ku70的表達,說明模擬微重力處理對輻射引起的DNA雙鏈斷裂損傷修復的NHEJ修復通路有拮抗作用。綜上所述,本研究利用野生型和兩種重力不敏感突變體(pin2和pgm-1)擬南芥經(jīng)過一系列實驗揭示了空間輻射和微重力對植物產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)機制,為研究實際空間環(huán)境的生物學效應(yīng)提供了參考。
[Abstract]:Space radiation and microgravity are important risk factors for biological damage and genetic variation in space flight. However, the interaction of biological effects is still unclear. This paper looks at phenotypic, cellular and molecular levels, To study the mechanism of the effect of Fe ~ (2 +) radiation on the receptive and transmission stages of Arabidopsis thaliana gravity response system, and the effect of simulated microgravity on the expression of Ku70, a key repair protein, in non-homologous end joining (NHEJ), a non-homologous terminal junction pathway in Arabidopsis thaliana. The seeds of col wild type and Arabidopsis thaliana with pin2 and pgm-1 gravity insensitive mutants were divided into four experimental groups, simulated microgravity effect, radiation and compound factors. Dry seeds were treated with 0.1 Gy 56Fe ion (107.8 Kev / 渭 m). After 7 days of irradiation, germination rate was measured and germinating potential was calculated. After 24 h simulated microgravity treatment in simulated microgravity effect group and compound factor group, root length, tip deflection angle and starch body area of root tip were measured in all tested Arabidopsis thaliana. And the expression of PIN1 and Ku70 in Arabidopsis thaliana root tip auxin. It was found that Fe ~ (2 +) radiation at 0.1 Gy dose had no significant effect on the germination rate of wild type and Pin2pgm-1 mutant Arabidopsis thaliana, but had a very significant inhibitory effect on germination potential and seedling root length of Arabidopsis thaliana (Arabidopsis thaliana). The results showed that radiation forced the seed germination uniformity to decrease, the germination speed slowed down, the germination days were prolonged, and the main root became shorter. Simulated microgravity, radiation and compound factors all caused the increase of root tip deflection angle of wild-type Arabidopsis thaliana seedlings, and the root tip deflection angle of compound factor group was larger than that of simulated microgravity effect group. The distribution of amyloplast in the root tip of the wild type seedlings was significantly increased in the simulated microgravity effect group and the compound factor group, but there was no obvious change in the radiation group. It was also found that Fe ~ (2 +) radiation inhibited the expression of PIN1 protein of growth hormone transport vector in wild-type root tip cells, whereas microgravity treatment showed the opposite effect. The results showed that radiation could be involved in the mechanical signal transduction of plant orientation by inhibiting the expression of PIN1 protein, and simulated microgravity treatment could significantly inhibit the damage caused by radiation to repair eggs. The expression of white Ku70 suggests that simulated microgravity treatment has an antagonistic effect on the repair pathway of DNA double strand break damage induced by radiation. In conclusion, a series of experiments on Arabidopsis thaliana with wild type and two gravimetric insensitive mutants, PGP 2 and pgm 1, revealed the synergistic effects of space radiation and microgravity on plants. It provides a reference for the study of the biological effects of the actual space environment.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q947

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本文編號：1845264