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MAPK在ABA诱导的玉米叶片抗氧化防护中的作用

作　者: 张阿英
导　师: 蒋明义
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物学
关键词: ABA 抗氧化防护 H2O2 MAPK NO PTP
分类号: Q945
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

植物激素脱落酸（abscisic acid，ABA）不仅在植物的生长发育过程中而且还在植物对各种环境胁迫的反应中起重要作用。ABA可以引起一氧化氮（nitric oxide，NO）和活性氧（reactive oxygen species，ROS）的产生，诱导抗氧化基因的表达，提高植物抗氧化防护能力。ABA、NO、ROS都可以活化促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK），活化的MAPK调节植物对多种胁迫反应的生理过程。ROS在ABA诱导的抗氧化防护中起重要作用。然而，有关ABA诱导抗氧化防护的详细机制仍有待阐明。本研究以玉米叶片为材料，研究了在ABA诱导的抗氧化防护过程中MAPK的作用以及H₂O₂、MAPK与NO之间的关系。主要的研究结果如下：利用髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein，MBP）作为底物，采用凝胶激酶分析方法研究了ABA处理后玉米叶片MAPK的活化情况。100μM ABA处理明显活化一个46 kDa的MBP激酶，以ABA缺失突变体vp5为材料，用10％PEG处理2h，结果发现在野生型中MBP激酶活性明显增加，而突变体中却增加很少，表明水分胁迫诱导的内源ABA积累能够活化MBP激酶。用酪氨酸磷酸化单克隆抗体4G10进行免疫沉淀凝胶激酶分析结果显示，ABA处理的玉米叶片蛋白质与对照的相比具有很高的酪氨酸磷酸化的MBP激酶活性。用两种专一性的MAPKK抑制剂PD98059和U0126预处理都抑制了ABA诱导的MBP激酶活性。这些结果表明ABA活化的46 kDa的MBP激酶是一种MAPK。而两种专一性的蛋白质酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase，PTP）抑制剂，PAO（phenylarsine oxide）和3，4DP（Methyl-3,4-dephostatin）预处理并不影响ABA诱导的MBP激酶活性。 ABA处理不仅诱导几种抗氧化防护基因转录水平增加，如CAT1（编码CAT1同工酶）、cAPX（编码细胞质APX同工酶）与GR1（编码质体GR同工酶），还诱导过氧化氢酶（catalase，CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，GR）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性的增加。两种专一性的MAPKK抑制剂PD98059和U0126预处理明显抑制了ABA诱导的抗氧化防护基因表达和酶活性增加，但是两种专一性的PTP抑制剂PAO和3，4DP预处理并不影响ABA诱导的抗氧化防护基因表达与酶活性。表明是MAPK而不是PTP参与ABA诱导的抗氧化防护。 H₂O₂抑制剂和清除剂DPI（diphenyleneiodonium）、咪唑、DMTU（dimethythiourea）和Tiron预处理结果显示ROS的抑制剂或清除剂几乎完全抑制了ABA诱导的MAPK

全文目录

原创性声明  3
学位论文版权使用授权书  3-4
目录  4-6
中文摘要  6-8
英文摘要  8-13
缩略语  13-15
第一章文献综述  15-41
  1 脱落酸  15-20
  2 活性氧  20-27
  3 NO的产生及作用  27-31
  4 MAPK研究进展  31-40
  5 本研究的目的及研究内容  40-41
第二章 MAPK参与ABA诱导的抗氧化防护  41-52
  1 材料与方法  42-44
  2 结果与分析  44-48
    2.1 ABA处理活化一种MBP激酶  44-46
    2.2 ABA活化的MBP激酶是一种MAPK  46-48
    2.3 是MAPK而不是PTP参与ABA诱导的抗氧化防护  48
  3 讨论  48-52
第三章 H_2O_2参与ABA诱导的MAPK的活化  52-66
  1 材料与方法  53-55
  2 结果与分析  55-59
    2.1 H_2O_2参与ABA信号转导过程中MAPK的活化和抗氧化防护  55
    2.2 是MAPK而不是PTP参与H_2O_2诱导的抗氧化防护  55
    2.3 MAPK影响ABA诱导的H_2O_2的产生  55-59
  3 讨论  59-66
第四章 ABA诱导的抗氧化防护中H_2O_2、MAPK及NO的关系  66-84
  1 材料与方法  68-69
  2 结果与分析  69-77
    2.1 ABA或H_2O_2处理诱导玉米叶片中NO的产生  69
    2.2 NO参与ABA和H_2O_2诱导的抗氧化防护酶基因表达和酶活性的增加  69-71
    2.3 ABA和H_2O_2诱导的抗氧化防护中NO介导MAPK的活化  71-74
    2.4 NO不诱导H_2O_2的合成,MAPKK抑制剂也不抑制NO的产生  74-77
  3 讨论  77-84
第五章全文讨论  84-87
参考文献  87-111
致谢  111-112
攻读博士学位期间发表和投送的论文  112

MAPK在ABA诱导的玉米叶片抗氧化防护中的作用

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