学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸及其调控机制的研究

作　者: 左方华
导　师: 黎晓峰
学　校: 广西大学
专　业: 植物营养学
关键词: 铝柱花草柠檬酸分泌调控机制
分类号: S543.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 131次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

铝毒是酸性土壤上限制植物生长的最重要的限制因子之一。有机酸分泌被认为是一些耐铝植物抵御铝毒害的重要机制，但人们对有关铝胁迫下，植物根系分泌有机酸的调控机制的认识还比较有限。本研究以柱花草为材料，通过水培试验，比较柱花草热研2号和热研7号的耐铝性差异及与其根系分泌有机酸，以明确柱花草品种间耐铝性差异的机制。研究还以耐铝性较强的热研2号品种为材料，在研究了柱花草根系柠檬酸分泌特点的基础上，进一步从阴离子通道、蛋白质合成及修饰、有机酸代谢与运输以及细胞信号转导等方面探讨铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸的调控机制。研究结果表明：柱花草品种间存在耐铝性差异，10、20、30μmol·L^-1Al处理24h后，热研2号相对根伸长率均大于热研7号的伸长率，而根尖被铬天青R染色较浅，说明热研2号耐铝性较强。在铝胁迫下热研2号根系分泌柠檬酸的速率显著大于铝较敏感的热研7号品种，且柠檬酸分泌受阴离子通道抑制剂、蛋白合成抑制剂、呼吸抑制剂抑制时，根尖的铝含量显著增加，说明了铝诱导根系分泌柠檬酸是柱花草品种间耐铝性差异的重要机制。铝胁迫下距根尖0.5-1.0cm的根段分泌的柠檬酸数量显著高于0-0.5、1.0-1.5、1.5-2.0cm根段，说明0.5-1.0cm的根段是柠檬酸的主要分泌位点。缺磷也能诱导柱花草根系分泌柠檬酸，在处理后的第6天开始缺磷处理根系分泌的柠檬酸显著高于对照处理的柠檬酸，并在缺磷处理后的第8d至第10d时达最大并在此后减少，暗示根系分泌柠檬酸并非柱花草对铝胁迫的专一性反应。铝诱导柱花草根系柠檬酸的分泌有一个明显的滞缓期，在开始铝处理的0.5、2、4h根系分泌的柠檬酸很少，而处理8h后分泌量明显增加，说明柱花草以第二类模式分泌有机酸。10μmol L^-1阴离子通道抑制剂（PG、NIF、DIDS、A-9-C）处理均抑制铝诱导的柠檬酸分泌。其次，在铝溶液中加入的蛋白合成抑制剂（CHM）、铝处理前CHM的预处理及铝处理后加入的CHM均抑制柠檬酸分泌。此外，呼吸抑制剂（NaN₃）、柠檬酸载体抑制剂（PITC）也显著抑制铝诱导的柠檬酸分泌。另一方面，铝处理溶液中的异三聚G蛋白激活剂（CTX）使根尖细胞内的游离钙信号加强并促进柠檬酸的分泌，而加入G蛋白抑制剂（PTX）削弱钙信号强度并抑制柠檬酸的分泌。这些结果说明：（1）阴离子通道介导铝诱导柱花草根系柠檬酸分泌，且柠檬酸的分泌需新合成蛋白的参与；（2）在铝胁迫下根尖的呼吸作用及柠檬酸在线粒体膜上的跨膜运输影响着根系柠檬酸的分泌；（3）异三聚体G蛋白介导铝胁迫的信号转导，并参与铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸的调控过程。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
前言  13-23
  1 柱花草及其生产意义的简介  13-14
  2 铝毒是酸性土壤中限制作物生长的主要因子  14-15
  3 铝对植物毒害及机理  15-16
  4 植物抗铝能力的基因型差异  16
  5 铝诱导植物根系分泌有机酸是植物抵御铝毒的重要机制  16-20
  6 与有机酸分泌有关的细胞信号转导  20-21
  7 本文研究的目的、意义和研究内容  21-23
第一章材料与方法  23-32
  1.1 供试材料  23
  1.2 植株的培养条件  23
  1.3 柱花草植株的培养  23-24
    1.3.1 供试种子的处理  23
    1.3.2 育苗  23-24
    1.3.3 植株培养  24
  1.4.植物耐铝性的比较  24-25
    1.4.1 根伸长率的测定  24
    1.4.2 根尖染色  24-25
  1.5 铝胁迫下柱花草根系分泌柠檬酸的特性的研究  25-27
    1.5.1 柱花草各品种在铝胁迫下根系分泌有机酸的收集  25
    1.5.2 有机酸分泌部位的研究  25
    1.5.3 柱花草根系分泌有机酸的专一性  25-26
    1.5.4 铝诱导柱花草根系有机酸分泌模式的研究  26
    1.5.5 阴离子通道抑制剂对铝诱导的有机酸分泌的影响  26
    1.5.6 蛋白抑制剂对铝诱导的有机酸分泌的影响  26-27
    1.5.7 呼吸抑制剂、柠檬酸载体抑制剂对有机酸分泌影响的比较  27
    1.5.8 异三聚体G蛋白抑制剂和促进剂等对铝诱导的有机酸分泌的影响  27
  1.6 有机酸的分离、纯化  27-28
  1.7 柠檬酸的测定  28
    1.7.1 酶动力学-分光光度法  28
    1.7.2 高效液相色谱法  28
  1.8 根尖铝含量的测定  28-29
  1.9 柠檬酸合成酶的测定  29
    1.9.1 酶粗提液的制备  29
    1.9.2 柠檬酸合成酶活性的测定  29
  1.10 蛋白质的测定(考马思亮蓝法)  29-30
    1.10.1 蛋白质母液的配制  29-30
    1.10.2 考马斯亮蓝G-250蛋白染色试剂的配制  30
    1.10.3 蛋白质标准曲线制作及测定  30
  1.11 细胞内Ca~(2+)浓度的动态变化测定  30-31
  1.12 数据处理与分析  31-32
第二章结果与分析  32-47
  2.1 柱花草不同品种间耐铝性的基因型差异  32-35
    2.1.1 铬天青R染色法观察比较柱花草品种间的耐铝性  32-33
    2.1.2 铝对根系的伸长的抑制及品种间差异  33-34
    2.1.3 铝诱导柱花草不同品种间根系分泌柠檬酸的比较  34-35
  2.2 铝诱导柱花草根系柠檬酸分泌的特点  35-37
    2.2.1 不同部位根分泌柠檬酸的差异  35-36
    2.2.2 柱花草根系分泌柠檬酸并非对铝胁迫的专一性反应  36-37
    2.2.3 柱花草分泌柠檬酸的模式  37
  2.3 铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸的调控因子  37-47
    2.3.1 阴离子通道抑制剂对柠檬酸分泌和根尖铝含量的影响  37-39
    2.3.2 蛋白合成抑制剂对柠檬酸分泌的影响  39-41
    2.3.3 铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸在代谢中的调控  41-44
    2.3.4 异三聚体G-蛋白激活剂和抑制剂对铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸的影响  44-47
第三章讨论  47-57
  3.1 柱花草不同品种间耐铝基因型差异  47-48
  3.2 柱花草品种间耐铝差异性机制  48-49
  3.3 铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸的特性  49-50
  3.4 铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸的调控机制  50-57
    3.4.1 阴离子通道参与柱花草分泌柠檬酸的调控  51-52
    3.4.2 在铝胁迫下新合成蛋白参与铝诱导柠檬酸分泌的调控  52-53
    3.4.3 有机酸的跨膜运输对铝诱导柱花草根系柠檬酸分泌的影响  53-54
    3.4.4 异三聚体G蛋白在铝诱导柠檬酸分泌过程中的调控机制  54-57
第四章结论  57-59
  4.1 小结  57-58
  4.2 本文的创新之处  58-59
参考文献  59-66
致谢  66-67
攻读学位期间发表的学术论文  67

铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸及其调控机制的研究

内容摘要

全文目录

相似论文