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拟南芥微丝骨架动态调节盐胁迫诱导的NADPH氧化酶活性和活性氧的产生

作　者: 刘尚刚
导　师: 高新起；张宪省
学　校: 山东农业大学
专　业: 发育生物学
关键词: 微丝骨架动态 盐胁迫 NADPH氧化酶 活性氧 根尖伸长区
分类号: Q945.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


微丝骨架参与许多细胞过程,调节植物的生长和发育。微丝骨架是一种动态的细胞结构;微丝骨架的这种聚合和解聚的动态对完成其生理功能是必要的。微丝骨架动态受许多微丝结合蛋白的调节,还受细胞内、外信号的影响。以前的研究发现盐胁迫处理能诱导微丝骨架的动态变化,人为诱导微丝骨架的聚合与解聚能改变拟南芥幼苗对盐胁迫的耐性。本研究观察了盐胁迫前后根尖伸长区表皮细胞微丝骨架动态的变化;同时研究了诱导拟南芥微丝骨架动态变化对盐胁迫诱导的根尖伸长区表皮细胞活性氧(ROS)水平的影响,主要结果有:(1)利用转化35S::GFP-ABD2-GFP标记拟南芥细胞的微丝骨架,发现拟南芥根尖伸长区表皮细胞微丝骨架呈现连接与断裂、成束与分支等动态。200mM NaCl处理10min后,这些细胞微丝骨架动态发生明显的改变。在一些细胞中,微丝断裂成许多短的片段;虽然这些短片段仍然改变他们的位置,但是这些片段不能相互连接形成长丝状结构,超过72%细胞显示这种微丝动态。有的细胞中细的微丝结合成较粗的微丝束,这些微丝束仅能侧向移动。这些结果表明盐胁迫处理改变拟南芥根尖伸长区表皮细胞微丝骨架的动态。(2)200 mM NaCl处理10min诱导根尖伸长区细胞ROS水平升高。微丝特异抑制剂jasplakinolide(10μM)和latrunculin B(0.14μM)处理拟南芥幼苗1h明显提高盐胁迫诱导的根尖伸长区的ROS水平。这些结果表明,微丝动态参与调控盐胁迫条件下ROS的产生,抑制微丝骨架的动态显著提高盐胁迫诱导的ROS水平。(3)微丝骨架调节NADPH氧化酶活性参与盐胁迫诱导的ROS产生。10μM NADPH氧化酶抑制剂DPI(Diphenyleneiodonium)处理拟南芥幼苗30min,显著抑制盐胁迫诱导的根细胞ROS水平。盐胁迫条件下atrbohC突变体的根伸长区ROS水平明显降低; Lat-B预处理并不能改变其ROS水平。这些结果表明微丝骨架调节盐胁迫诱导的ROS水平是通过对AtrbohC活性的调控来完成的。(4)Actin related-protein(ARP)2/3复合体(Arp2/3复合体)参与调节微丝的动态。盐胁迫诱导的arp2突变体根尖伸长区细胞的ROS水平明显上升,但在arp3突变体中ROS的水平没有明显的改变。这些结果表明,ARP2可能通过调节微丝骨架的动态参与盐胁迫诱导的ROS产生。我们的研究发现NaCl处理明显改变拟南芥根尖伸长区表皮细胞微丝骨架的动态,进而调节拟南芥NADPH氧化酶AtrbohC的活性和根伸长区细胞ROS的水平。表明盐胁迫条件下微丝骨架动态可能通过调节细胞NADPH氧化酶的活性参与植物的对盐胁迫的响应。

全文目录


中文摘要  7-9
英文摘要  9-11
1 前言  11-36
  1.1 盐胁迫对植物生长发育的影响  11-21
    1.1.1 盐胁迫及其对植物生长发育的影响  11-13
    1.1.2 植物对盐胁迫的响应  13-14
    1.1.3 植物响应盐胁迫的信号转导途径  14-18
    1.1.4 植物的耐盐机制  18-21
  1.2 植物NADPH 氧化酶研究进展  21-29
    1.2.1 NADPH 氧化酶的结构  21-22
    1.2.2 植物中NADPH 氧化酶的功能  22-29
  1.3 植物微丝骨架的研究进展  29-35
    1.3.1 植物微丝骨架的结构  29-31
    1.3.3 植物微丝骨架的功能  31-35
  1.4 本研究的目的与意义  35-36
2 材料与方法  36-40
  2.1 实验材料  36
    2.1.1 植物材料及其生长条件  36
    2.1.2 酶和生化试剂  36
    2.1.3 PCR 引物  36
  2.2 实验方法  36-40
    2.2.1 小量法提取植物基因组  36-37
    2.2.2 PCR 反应鉴定突变体基因型  37-38
    2.2.3 实验材料处理  38
    2.2.4 ROS 的荧光标记  38-39
    2.2.5 激光共聚焦显微镜  39
    2.2.6 相对荧光强度测定  39-40
3 结果与分析  40-49
  3.1 盐胁迫处理改变拟南芥根尖伸长区细胞微丝骨架的动态  40-42
  3.2 微丝骨架动态参与调节盐胁迫条件下根尖伸长区细胞 ROS 的产生  42-44
  3.3 NADPH 氧化酶AtrbohC 参与盐胁迫下微丝骨架调节的ROS 产生  44-46
  3.4 微丝相关蛋白 ARP2 参与盐胁迫诱导的拟南芥根尖伸长区细胞 ROS 的 产生  46-49
4 讨论  49-52
  4.1 微丝骨架动态参与植物耐受非生物胁迫  49-50
  4.2 微丝骨架动态与ROS 产生密切相关  50-51
  4.3 Ca~(2+)介导微丝骨架动态对 AtrbohC 活性的调节  51-52
5 结论  52-53
参考文献  53-66
附录  66-67
致谢  67

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物生理学 > 植物发育
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