發(fā)布時(shí)間：2017-09-17 22:39

  本文關(guān)鍵詞：肌動(dòng)蛋白參與He-Ne激光對(duì)UV-B輻射小麥根損傷修復(fù)的研究

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【摘要】：地球臭氧層變薄減少直接導(dǎo)致了地表UV-B輻射的增加,高能量的UV-B影響了植物生理代謝的各個(gè)方面。前期研究表明具有廣泛生物學(xué)效應(yīng)的He-Xe激光能夠修復(fù)UV-B輻射對(duì)糧食作物小麥造成的損傷。作為細(xì)胞的支撐結(jié)構(gòu)及眾多信號(hào)通路的交聯(lián)因子,肌動(dòng)蛋白廣泛參與了植物生理的各個(gè)方面。本研究以肌動(dòng)蛋白為切入點(diǎn)。研究其參與響應(yīng)He-Ne激光對(duì)UV-B輻射小麥根損傷修復(fù)的過程。 本研究以小麥幼苗根為研究對(duì)象,采用LIV-B輻射10.08KJ/m2/d),He-Ne激光(5mW/mm2)及外施相關(guān)藥物進(jìn)行處理,通過形態(tài)觀察、生理指標(biāo)測定、紅外光譜分析、根細(xì)胞原位及根原生質(zhì)體熒光標(biāo)記,激光其聚焦掃描觀察、蛋白免疫即跡、時(shí)熒光定量PCR等技術(shù),研究了根過渡區(qū)、分生區(qū)細(xì)胞中肌動(dòng)蛋白參與He-Ne激光修復(fù)UV-B輻射損傷的過程,主要結(jié)果如下 1.UV-B輻射導(dǎo)致了小麥幼苗發(fā)生“翹根”(胚根向上彎曲)現(xiàn)象.并且根細(xì)胞壁成分發(fā)生變化。而低劑量的He-Ne激光可以在一定程度上緩解這種現(xiàn)象,并且降低(UV-B輻射引起的小麥幼根中IAA含量及H2O2含量的上升。 2.小麥根過渡區(qū)及分生區(qū)細(xì)胞中.微絲形態(tài)主要分為四種；絲狀、束狀、斑塊狀及斑點(diǎn)狀。不同處理組中、各種形態(tài)所占比例不同。UV-B輻射導(dǎo)致了小麥根細(xì)胞內(nèi)微絲呈較高比例的粗束狀分布,而He-Ne激光處理可以降低束狀微絲的比例,提高彌散的絲狀微絲的比例。外施IAA及H2O2誘導(dǎo)了小麥根細(xì)胞內(nèi)束狀及斑快狀微絲的形成.不同比例的微絲形態(tài)是形成“翹根”的原因之一。 3,體內(nèi)原位熒光染色及體外原生質(zhì)體實(shí)驗(yàn)表明，微絲性架參與了小麥根分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂的各個(gè)時(shí)期：間期時(shí)形成“微絲環(huán)”結(jié)構(gòu)，包裹細(xì)胞核；前期微絲平行于赤道板排列參與早前期帶的形成；中期微絲排布由垂直于赤道板方向變?yōu)槠叫杏诔嗟腊�，并進(jìn)一步在細(xì)胞兩極聚集，赤道板區(qū)域出現(xiàn)“微絲缺失帶”；后期微絲參與成膜體的形成，從細(xì)胞板中央?yún)^(qū)域向兩端擴(kuò)展；末期“微絲環(huán)”結(jié)構(gòu)重新形成，細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)彌散分布的細(xì)絲狀微絲。藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明細(xì)胞微絲骨架的異常導(dǎo)致了有絲分裂的異常，表現(xiàn)為外施微絲解聚劑導(dǎo)致了間/前期細(xì)胞核結(jié)構(gòu)從圓形變成不規(guī)則形態(tài)；外施微絲穩(wěn)定劑導(dǎo)致細(xì)胞中出現(xiàn)粗束狀結(jié)構(gòu)的微絲，細(xì)胞核無法完成正常分離，伴隨有類似凋亡小體的形成。 4. UV-B輻射導(dǎo)致小麥根分生區(qū)細(xì)胞產(chǎn)生大量異常分裂現(xiàn)象，并產(chǎn)生一種新的有絲分裂方式“分束分裂”。微絲參與了“分束分裂”現(xiàn)象的發(fā)生：UV-B輻射導(dǎo)致了間期微絲由彌散狀向粗束狀轉(zhuǎn)變，且“微絲環(huán)”結(jié)構(gòu)缺失；前期微絲發(fā)生凝集，無法形成早前期，核區(qū)染色體散亂無序；中期微絲呈隨機(jī)無序的聚集狀或斑塊狀分布，染色體無法正確分布在赤道板上；后期成膜體的發(fā)生無法完成，細(xì)胞兩極微絲凝聚成大的斑塊狀，染色體分離不正常，形成“分束分裂”；末期由于成膜體發(fā)生的異常，子細(xì)胞壁無法形成，發(fā)生多核現(xiàn)象，細(xì)胞質(zhì)中分布有粗束狀及團(tuán)狀的微絲。體內(nèi)原位熒光染色及體外原生質(zhì)體實(shí)驗(yàn)均已證明這一點(diǎn)。 5.小麥根細(xì)胞核內(nèi)存在聚合態(tài)的肌動(dòng)蛋白，可以用Ph-FITC進(jìn)行標(biāo)記。對(duì)照組及He-Ne激光輻照組小麥細(xì)胞核中聚合態(tài)肌動(dòng)蛋白聚集在細(xì)胞核膜周圍及核仁區(qū)域。UV-B輻射導(dǎo)致了聚合態(tài)肌動(dòng)蛋白在細(xì)胞核內(nèi)彌散分布，聚集程度降低，熒光強(qiáng)度最高。低劑量He-Ne激光可以促進(jìn)彌散分布的聚合態(tài)肌動(dòng)蛋白向核膜及核仁區(qū)聚集。 6.蛋白免疫印跡結(jié)果顯示，，與對(duì)照組相比UV-B輻射處理后小麥根中單體肌動(dòng)蛋白的含量減少，與微絲穩(wěn)定劑處理組類似，而微絲解聚劑處理組中單體肌動(dòng)蛋白的含量最高。分別以18s rRNA及GAPDH為內(nèi)參進(jìn)行半定量PCR及實(shí)時(shí)熒光定量PCR，檢測結(jié)果顯示不同處理組中ACTIN基因的表達(dá)量相同。 7.對(duì)合成的CdTe量子點(diǎn)結(jié)合UV-B輻射處理小麥幼苗，經(jīng)激光共聚焦顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)可以被小麥根細(xì)胞攝入，并可以進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，導(dǎo)致細(xì)胞程序性死亡的發(fā)生。UV-B輻射對(duì)小麥幼苗的傷害作用主要表現(xiàn)在葉片部分，UV-B輻射及量子點(diǎn)復(fù)合處理對(duì)小麥幼苗具有疊加的毒害作用。 綜上，本研究從形態(tài)水平、細(xì)胞水平、蛋白及基因水平首次探討了肌動(dòng)蛋白參與響應(yīng)He-Ne激光修復(fù)UV-B輻射植物損傷的過程，包括根過渡區(qū)“翹根”現(xiàn)象及分生區(qū)“分束分裂”現(xiàn)象的發(fā)生。一方面可以完善現(xiàn)有的植物響應(yīng)UV-B輻射的信號(hào)通路，為進(jìn)一步探究肌動(dòng)蛋白微絲骨架響應(yīng)UV-B輻射信號(hào)提供一定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；另一方面可以為豐富細(xì)胞骨架參與植物細(xì)胞有絲分裂過程提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。對(duì)UV-B輻射及量子點(diǎn)影響小麥幼苗生長的研究，可以使人們更加關(guān)注量子點(diǎn)應(yīng)用過程中對(duì)環(huán)境造成的影響，為未來人們選用合適量子點(diǎn)提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：肌動(dòng)蛋白 UV-B輻射 He-Ne激光 翹根 分束分裂
【學(xué)位授予單位】：山西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S512.1
【目錄】：

• 中文摘要3-6
• Abstract6-9
• 縮略詞9-10
• 目錄10-13
• 1 緒論13-61
• 1.1 植物響應(yīng) UV-B 輻射的研究14-30
• 1.1.1 UV-B 輻射對(duì)植物生理代謝的影響15-21
• 1.1.2 植物體內(nèi) UV-B 受體 UVR8 的研究21-24
• 1.1.3 UV-B 輻射導(dǎo)致植物細(xì)胞程序性死亡的發(fā)生24-26
• 1.1.4 UV-B 輻射對(duì)植物細(xì)胞骨架的影響26-27
• 1.1.5 UV-B 輻射對(duì)植物細(xì)胞周期的影響27-28
• 1.1.6 UV-B 輻射與其它因子復(fù)合作用對(duì)植物的影響28-29
• 1.1.7 植物響應(yīng) UV-B 輻射研究的展望29-30
• 1.2 植物肌動(dòng)蛋白的研究進(jìn)展30-54
• 1.2.1 細(xì)胞核內(nèi)的肌動(dòng)蛋白32-33
• 1.2.2 肌動(dòng)蛋白在植物體內(nèi)功能的研究進(jìn)展33-53
• 1.2.3 植物肌動(dòng)蛋白研究的展望53-54
• 1.3 激光對(duì)生物影響的研究54-57
• 1.3.1 激光的生物學(xué)效應(yīng)機(jī)制54-55
• 1.3.2 He-Ne 激光對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的影響55
• 1.3.3 He-Ne 激光對(duì)微生物生理代謝的影響55-56
• 1.3.4 He-Ne 激光對(duì)植物生理代謝的影響56-57
• 1.4 量子點(diǎn)納米顆粒對(duì)植物的影響57-58
• 1.5 本研究的意義及主要研究內(nèi)容58-61
• 2 材料與方法61-73
• 2.1 材料61
• 2.2 技術(shù)方法61-71
• 2.2.1 小麥種子的萌發(fā)61
• 2.2.2 各處理組設(shè)置61
• 2.2.3 UV-B 輻射處理61-62
• 2.2.4 He-Ne 激光輻照處理62
• 2.2.5 外源施加藥物處理62
• 2.2.6 小麥幼苗根長及根相對(duì)伸長率的測定62
• 2.2.7 小麥細(xì)胞壁紅外光譜檢測粗提物的制備62-63
• 2.2.8 小麥細(xì)胞壁果膠及總糖的檢測63
• 2.2.9 小麥根尖 IAA 粗提液的制備63
• 2.2.10 小麥根尖 IAA 含量的測定63
• 2.2.11 小麥根尖 IAA 氧化酶活性的測定63-64
• 2.2.12 小麥原生質(zhì)體的分離純化64
• 2.2.13 原生質(zhì)體活力的檢測64
• 2.2.14 葉片細(xì)胞核的分離及純化64-65
• 2.2.15 葉綠素的測定65
• 2.2.16 可溶性糖及丙二醛（MDA）的測定65
• 2.2.17 可溶性蛋白的測定65
• 2.2.18 小麥根尖 H_2O_2熒光探針的裝載65-66
• 2.2.19 超氧陰離子的測定66
• 2.2.20 抗壞血酸含量的測定66
• 2.2.21 肌動(dòng)蛋白的提取及 western-blot 鑒定66-67
• 2.2.22 細(xì)胞核內(nèi)肌動(dòng)蛋白的熒光標(biāo)記67-68
• 2.2.23 原生質(zhì)體微絲骨架的熒光標(biāo)記68
• 2.2.24 根尖微絲原位熒光標(biāo)記68
• 2.2.25 染色體的熒光標(biāo)記68
• 2.2.26 圖像觀察及分析68-69
• 2.2.27 小麥根總 RNA 的提取及檢測69
• 2.2.28 反轉(zhuǎn)錄 cDNA 的合成69
• 2.2.29 半定量 PCR 及實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 引物的設(shè)計(jì)與合成69-70
• 2.2.30 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 引物擴(kuò)增效率的檢測70
• 2.2.31 半定量 PCR 擴(kuò)增及實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 檢測70-71
• 2.2.32 CdTe 量子點(diǎn)的合成及表征71
• 2.2.33 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析71
• 2.3 技術(shù)路線71-73
• 3 結(jié)果73-135
• 3.1 肌動(dòng)蛋白參與了 UV-B 輻射導(dǎo)致的小麥“翹根”現(xiàn)象的發(fā)生73-95
• 3.1.1 小麥幼苗“翹根”現(xiàn)象的發(fā)生73
• 3.1.2 不同處理組中根長及根相對(duì)伸長率的變化73-74
• 3.1.3 不同處理組中小麥種粒與水平面所成角度74-75
• 3.1.4 不同處理組小麥幼根體內(nèi) H_2O_2的水平75-78
• 3.1.5 小麥幼根細(xì)胞內(nèi) O_2-及 AsA 含量78-79
• 3.1.6 不同處理組小麥幼根細(xì)胞壁提取物的紅外檢測79-80
• 3.1.7 不同處理組小麥幼根細(xì)胞壁組分的變化80-81
• 3.1.8 不同處理組 3 日齡小麥幼根中 IAA 含量及 IAA 氧化酶的活力81-82
• 3.1.9 不同處理組 3 日齡小麥幼根細(xì)胞大小的比較82-85
• 3.1.10 不同處理組小麥幼根過渡區(qū)細(xì)胞內(nèi) F-actin 的分布85-88
• 3.1.11 不同處理組小麥幼根分生區(qū)細(xì)胞內(nèi) F-actin 的分布88-89
• 3.1.12 外施 IAA 及 H_2O_2對(duì)小麥幼根過渡區(qū)細(xì)胞內(nèi) F-actin 聚合的影響89-90
• 3.1.13 外施 IAA 及 H_2O_2對(duì)小麥幼根分生區(qū)細(xì)胞內(nèi) F-actin 聚合的影響90-91
• 3.1.14 不同處理組小麥根原生質(zhì)體內(nèi) F-actin 分布的影響91
• 3.1.15 外源施加 IAA 及 H_2O_2對(duì)小麥根原生質(zhì)體內(nèi) F-actin 分布的影響91-93
• 3.1.16 小麥根細(xì)胞 F-actin 響應(yīng)不同處理的形態(tài)統(tǒng)計(jì)93-95
• 3.2 肌動(dòng)蛋白參與了 UV-B 輻射導(dǎo)致的小麥根異常有絲分裂的發(fā)生95-117
• 3.2.1 UV-B 輻射對(duì)小麥幼苗根尖細(xì)胞分裂的影響95-97
• 3.2.2 間期小麥根尖分生區(qū)細(xì)胞中 F-actin 的分布及響應(yīng) UV-B 輻射的變化97-98
• 3.2.3 前期小麥根尖分生區(qū)細(xì)胞中 F-actin 的分布及響應(yīng) UV-B 輻射的變化98-100
• 3.2.4 中期小麥根尖分生區(qū)細(xì)胞中 F-actin 的分布及響應(yīng) UV-B 輻射的變化100-102
• 3.2.5 后期小麥根尖分生區(qū)細(xì)胞中 F-actin 的分布及響應(yīng) UV-B 輻射的變化102-106
• 3.2.6 末期小麥根尖分生區(qū)細(xì)胞中 F-actin 的分布及響應(yīng) UV-B 輻射的變化106-108
• 3.2.7 小麥原生質(zhì)體有絲分裂各時(shí)期 F-actin 的分布及響應(yīng) UV-B 輻射的變化108-112
• 3.2.8 外施 CB 對(duì)小麥根尖分生區(qū)細(xì)胞中 F-actin 的分布的影響112-114
• 3.2.9 外施 JAS 對(duì)小麥根尖分生區(qū)細(xì)胞中 F-actin 的分布的影響114-115
• 3.2.10 外施 CB 對(duì)小麥原生質(zhì)體中 F-actin 的分布的影響115-116
• 3.2.11 外施 JAS 對(duì)小麥原生質(zhì)體中 F-actin 的分布的影響116-117
• 3.3 He-Ne 激光及 UV-B 輻射影響了小麥根細(xì)胞核內(nèi) F-actin 的分布117-120
• 3.3.1 分離純化小麥根細(xì)胞核117
• 3.3.2 不同處理組小麥根細(xì)胞核內(nèi) F-actin 的分布117-119
• 3.3.3 不同處理組小麥根細(xì)胞核內(nèi) F-actin 的相對(duì)含量119-120
• 3.4 He-Ne 激光及 UV-B 輻射影響了小麥 actin 的含量及表達(dá)120-125
• 3.4.1 不同處理組小麥 actin 蛋白的相對(duì)含量120-122
• 3.4.2 不同處理組小麥根 RNA 的提取及檢測122
• 3.4.3 不同處理組小麥 ACTIN 基因的相對(duì)表達(dá)量122-125
• 3.5 UV-B 輻射及 CdTe 量子點(diǎn)對(duì)小麥幼苗的影響125-135
• 3.5.1 CdTe 量子點(diǎn)的合成125
• 3.5.2 CdTe 量子點(diǎn)的表征125-126
• 3.5.3 不同濃度 CdTe 量子點(diǎn)溶液對(duì)小麥幼苗的影響126
• 3.5.4 不同劑量 UV-B 輻射對(duì)小麥幼苗的影響126-127
• 3.5.5 不同處理組小麥幼苗根細(xì)胞內(nèi)攝入 CdTe 量子點(diǎn)的檢測127
• 3.5.6 不同處理組中 5 日齡小麥幼苗的生長情況及葉綠素含量127-128
• 3.5.7 不同處理組小麥幼苗中 Cd 的積累128-129
• 3.5.8 不同處理組小麥體內(nèi)活性氧成分的含量129
• 3.5.9 不同處理組小麥抗氧化系統(tǒng)酶類活性的檢測129-130
• 3.5.10 不同處理組小麥幼苗根細(xì)胞內(nèi) CdTe 量子點(diǎn)的分布130-132
• 3.5.11 不同處理組小麥細(xì)胞內(nèi)發(fā)生細(xì)胞程序性死亡132-135
• 4 討論135-153
• 4.1 植物根參與響應(yīng)環(huán)境 UV-B 輻射135-141
• 4.1.1 UV-B 輻射導(dǎo)致了“翹根”現(xiàn)象的發(fā)生135-138
• 4.1.2 植物根細(xì)胞微管骨架參與響應(yīng) UV-B 輻射138-139
• 4.1.3 植物根細(xì)胞微絲骨架參與響應(yīng) UV-B 輻射139-141
• 4.2 UV-B 輻射導(dǎo)致小麥根細(xì)胞發(fā)生異常分裂的作用機(jī)制141-147
• 4.2.1 植物細(xì)胞有絲分裂過程中肌動(dòng)蛋白的作用機(jī)制142-144
• 4.2.2 肌動(dòng)蛋白參與了 UV-B 輻射導(dǎo)致的異常分裂現(xiàn)象的發(fā)生144-147
• 4.3 植物細(xì)胞核內(nèi)肌動(dòng)蛋白的分布及可能的作用機(jī)制147
• 4.4 UV-B 輻射對(duì)植物體內(nèi)肌動(dòng)蛋白及基因表達(dá)的影響147-148
• 4.5 He-Ne 激光修復(fù)植物受 UV-B 輻射損傷的可能機(jī)制148-149
• 4.6 CdTe 量子點(diǎn)及 UV-B 輻射對(duì)植物代謝影響的機(jī)制149-153
• 5 結(jié)論153-155
• 6 致謝155-157
• 7 參考文獻(xiàn)157-177
• 8 附錄177

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;Influence of He-Ne laser irradiation on the excision repair of cyclobutyl pyrimidine dimers in the wheat DNA[J];Chinese Science Bulletin;2002年10期

2 ;Dynamics and functions of the actin cytoskeleton during the plant cell cycle[J];Chinese Science Bulletin;2011年33期

3 胡家財(cái);郭炳堅(jiān);顧勇杰;嚴(yán)正凜;;誘導(dǎo)異源三倍體鮑的初步研究[J];水產(chǎn)養(yǎng)殖;2011年01期

4 費(fèi)一楠;張釗;曹聰;陳宇亮;張飛雄;;煙草懸浮系培養(yǎng)與細(xì)胞器的分離[J];首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年02期

5 郭愛華;高麗美;李永鋒;翟菁如;韓榕;;增強(qiáng)紫外線B輻射對(duì)小麥根尖細(xì)胞微管骨架的影響[J];中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

6 韓榕,王勛陵,岳明,齊智;增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)小麥體細(xì)胞分裂的影響[J];遺傳學(xué)報(bào);2002年06期

7 陳慧澤;翟菁如;杜美婷;韓榕;;增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)小麥根尖分裂期細(xì)胞肌動(dòng)蛋白的影響[J];植物分類與資源學(xué)報(bào);2011年03期

8 林咸永;唐劍鋒;李剛;章永松;;鋁脅迫下小麥根細(xì)胞壁多糖組分含量的變化與其耐鋁性的關(guān)系[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版);2005年06期

9 李琳;焦新之;;應(yīng)用蛋白染色劑考馬斯藍(lán)D—250測定蛋白質(zhì)的方法[J];植物生理學(xué)通訊;1980年06期

10 黃少白,戴秋杰,劉曉忠,彭少兵;紫外光B輻射增強(qiáng)對(duì)水稻葉片內(nèi)IAA和ABA含量的影響[J];植物學(xué)通報(bào);1998年S1期

本文編號(hào)：871805