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微型生物传感器及其在转基因植物生理实时监测中的应用研究

作　者: 邹秋菊
导　师: 赵元弟
学　校: 华中科技大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 聚苯胺修饰电极聚邻苯二胺修饰的铂颗粒电极氧爆发菌核病草酸(OA) 水杨酸(SA) 苯并噻二唑类植物抗病诱导剂(BTH)
分类号: S432.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

了解植物生理、病理情况下体内信号分子的变化,对我们研究植物生命发展规律、促进植物生长、避免病虫侵扰和开展植物保护都具有重大意义。菌核病是世界范围的影响油菜产量的主要病害,其在培养和致病过程中皆产生毒素草酸。特异性地针对菌核病菌致病关键因子草酸,利用外来的草酸氧化酶基因进行和油菜的遗传转化,从而获得抗菌核病的油菜植株是抵抗菌核病最有效的途径。然而采用传统方法判断获得的转基因油菜是否获得抗性却较为困难。植物在长期进化过程中形成了一系列防御病原体侵染的机制。其中氧爆发是植物体防御过程中的重要应激反应。由于在植物组织体中,氧爆发持续的时间非常短暂,产生的活性氧物质的浓度较低（达到μmol数量级）;因此采用现有的检测方法难以测定植物活体组织中的氧爆发。微型生物传感器由于具有体积微小、性能稳定的特点,不但可以实时检测到植物组织内部pH值和过氧化氢分子,还可以进行长时间的在体监测,追踪植物组织内部pH的变化和过氧化氢浓度的改变。从而可以对植物的生理、病理过程进行跟踪观察,判断植株对病菌的抗性,了解活性分子对植物生理过程的诱导过程。本论文中采用循环伏安法制备聚苯胺修饰的铂电极作为传感器,用于pH检测。该传感器在pH 3⁷的范围内检测到的电压值和pH值有着良好的线性关系,线性相关系数为0.9979,斜率为70 mV/pH。将这种传感器应用于监测受到草酸侵染的油菜的叶面组织pH值变化,结果表明葡萄糖氧化酶转基因油菜016的抗草酸能力明显高于非转基因油菜84039。采用循环伏安法制备的铂颗粒点缀的聚邻苯二胺修饰的铂电极传感器对H₂O₂有着良好的电化学响应。采用检测到在不同的电解质溶液中-0.1 V电压处H₂O₂的还原电流强度与浓度呈良好的线性关系。将这种过氧化氢传感器应用于监测菌核病原体侵染油菜时叶面组织氧爆发过程,结果表明转基因油菜和非转基因油菜产生氧爆发的时间和过程表现出不同的特性。这种过氧化氢传感器还被应用于监测水杨酸和苯并噻二唑类植物抗病诱导剂（BTH）侵染油菜时叶面组织氧爆发过程。结果表明水杨酸和BTH均可以诱发转基因油菜和非转基因油菜产生氧爆发,但是氧爆发在产生时间和过程上表现出不同的特性。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1 绪言  9-29
  1.1 生物传感器的基本原理  9-10
  1.2 电化学型生物传感器  10-20
  1.3 生物传感器的应用  20-23
  1.4 转基因油菜抗菌核病机理  23-24
  1.5 植物防御反应  24-27
  1.6 本文选题思想以及研究内容  27-29
2 生物传感器对受到草酸侵染的油菜的实时监测  29-40
  2.1 引言  29-30
  2.2 仪器和材料  30
  2.3 实验方法  30-31
  2.4 结果与讨论  31-40
3 生物传感器实时监测受到菌核病侵染的油菜  40-57
  3.1 引言  40-41
  3.2 试剂和仪器  41-42
  3.3 实验方法  42-43
  3.4 结果与讨论  43-57
4 生物传感器监测受到生物活性分子侵染的油菜  57-62
  4.1 引言  57
  4.2 试剂和仪器  57-58
  4.3 实验方法  58-59
  4.4 结果与讨论  59-62
5 结论  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-74
附录1 攻读学位期间发表的论文目录  74

微型生物传感器及其在转基因植物生理实时监测中的应用研究

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