血紅素加氧酶1與一氧化氮參與甲烷誘導(dǎo)的黃瓜不定根發(fā)生

【摘要】：近年來,研究發(fā)現(xiàn)多種植物存在甲烷(CH4)釋放的現(xiàn)象,但是對CH4在植物體內(nèi)部所發(fā)揮的生物學(xué)功能卻知之甚少。已知有多種信號途徑參與調(diào)控黃瓜不定根的發(fā)生,最新發(fā)現(xiàn)CH4可能是一個新的動物氣體信號分子,CH4是否也可調(diào)節(jié)黃瓜不定根的發(fā)生值得進(jìn)一步研究。另外,血紅素加氧酶l(H01)和一氧化氮(NO)是已知的植物信號系統(tǒng)/分子,在植物體內(nèi)參與多種生理過程,尤其在黃瓜不定根發(fā)生過程中起調(diào)節(jié)作用。本論文探討了CH4對黃瓜不定根發(fā)生的影響,以及HOl和NO在這一過程中的作用。結(jié)果表明：(1)富甲烷水(Methane-rich water, MRW)能以濃度依賴方式誘導(dǎo)黃瓜不定根發(fā)生,并能以時間進(jìn)程方式調(diào)控HO1轉(zhuǎn)錄本與蛋白質(zhì)水平。HO1抑制劑ZnPP能抑制MRW誘導(dǎo)不定根發(fā)生,并能進(jìn)一步抑制MRW上調(diào)HOJ轉(zhuǎn)錄本與蛋白質(zhì)水平,CO能逆轉(zhuǎn)上述過程。隨后探查HO1/CO信號系統(tǒng)對不定根發(fā)生靶基因的影響,發(fā)現(xiàn)MRW能不同程度上調(diào)CsCDPK1/5、CsDNAJ-1、CsAUX22B/D-like 和 CsCDC6轉(zhuǎn)錄本水平,HO1抑制劑ZnPP能抑制MRW對以上靶基因的誘導(dǎo),此過程還能被CO共處理所恢復(fù)。抑制劑實(shí)驗證明,上述過程可能與鈣信號有關(guān)。(2)MRW能與生長素類似的上調(diào)內(nèi)源CH4含量。一氧化氮(Nitric oxide, NO)清除劑PTIO能抑制MRW誘導(dǎo)不定根發(fā)生,而NO釋放化合物SNP能部分恢復(fù)上述效果,暗示NO參與了MRW誘導(dǎo)的黃瓜不定根發(fā)生,進(jìn)一步使用抑制劑證實(shí)NO來源可能是依賴于L-精氨酸途徑以及二胺氧化酶(Diamine oxidase, DAO)／多胺氧化酶(Polyamine oxidase, PAO)降解多胺途徑。此外,我們還對MRW促進(jìn)不定根發(fā)生的廣譜性進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)MRW還能以濃度依賴方式促進(jìn)黃豆和綠豆不定根發(fā)生。綜上,我們運(yùn)用藥理學(xué)和分子生物學(xué)的方法表明,CH4可能作為一個氣體信號分子誘導(dǎo)黃瓜不定根發(fā)生,并且NO和HO1信號可能是其下游信號組分。 【關(guān)鍵詞】：甲烷 富甲烷水 不定根發(fā)生 血紅素加氧酶1 一氧化氮 黃瓜
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：Q945
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 縮略語詞匯表9-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-21
• 第一節(jié) 甲烷的研究進(jìn)展11-13
• 1.1 CH_4的微生物來源11
• 1.2 CH_4的動物來源11
• 1.3 CH_4的植物來源11-13
• 第二節(jié) 血紅素加氧酶研究進(jìn)展13-16
• 2.1 動物中的血紅素加氧酶13-14
• 2.2 植物中的血紅素加氧酶14-16
• 第三節(jié) 植物一氧化氮研究進(jìn)展16-18
• 3.1 NO在不定根發(fā)生中的作用16
• 3.2 植物中NO來源途徑16-18
• 第四節(jié) 不定根發(fā)生與本文的研究目的和意義18-21
• 第二章 血紅素加氧酶1/一氧化碳系統(tǒng)參與甲烷誘導(dǎo)的黃瓜不定根發(fā)生21-35
• 2.1 材料與方法21-24
• 2.1.1 材料培養(yǎng)21
• 2.1.2 化學(xué)試劑21
• 2.1.3 富甲烷水溶液、富氮水溶液、富空氣水溶液制備21-22
• 2.1.4 CO水溶液制備22
• 2.1.5 黃瓜外植體處理方法22
• 2.1.6 黃瓜總RNA提取22
• 2.1.7 實(shí)時定量RT-PCR分析22-23
• 2.1.8 蛋白免疫印跡(Western blot)23
• 2.1.9 統(tǒng)計分析23-24
• 2.2 結(jié)果與分析24-33
• 2.2.1 MRW誘導(dǎo)黃瓜不定根發(fā)生具有濃度依賴效應(yīng)24-25
• 2.2.2 MRW誘導(dǎo)黃瓜不定根發(fā)生是CH_4的作用25-26
• 2.2.3 MRW對CsHO1轉(zhuǎn)錄本和蛋白質(zhì)水平的影響26
• 2.2.4 MRW促進(jìn)黃瓜不定根的發(fā)生可以被ZnPP部分抑制,且能被CO逆轉(zhuǎn)26-28
• 2.2.5 MRW上調(diào)CsHO1轉(zhuǎn)錄本與蛋白水平能被ZnPP所抑制且能被CO恢復(fù)28-29
• 2.2.6 CsDNAJ-1、CsCDPK1/5、CsCDC6、CsAUX22B-like和CsAUX22D-like的基因表達(dá)29-31
• 2.2.7 MRW誘導(dǎo)的不定根發(fā)生需要Ca~(2+)31-33
• 2.3 討論33-35
• 第三章 一氧化氮參與甲烷誘導(dǎo)的黃瓜不定根發(fā)生35-43
• 3.1 材料與方法35-37
• 3.1.1 材料培養(yǎng)35
• 3.1.2 化學(xué)試劑35
• 3.1.3 甲烷水溶液制備及含量測定35
• 3.1.4 外植體處理方法35-36
• 3.1.5 統(tǒng)計分析36-37
• 3.2 結(jié)果與分析37-42
• 3.2.1 NO參與MRW誘導(dǎo)的不定根發(fā)生37-38
• 3.2.2 MRW誘導(dǎo)的不定根發(fā)生具有普遍性38-40
• 3.2.3 生長素能誘導(dǎo)黃瓜內(nèi)源甲烷含量的上升40
• 3.2.4 MRW誘導(dǎo)的不定根發(fā)生中NO來源初探40-42
• 3.3 討論42-43
• 第四章 全文結(jié)論43-45
• 參考文獻(xiàn)45-55
• 碩士期間發(fā)表的研究論文55-57
• 致謝57

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