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赤星病菌代谢产物对烟草BY-2细胞程序化死亡的诱导

作　者: 程丹丹
导　师: 高辉远
学　校: 山东农业大学
专　业: 植物学
关键词: ★赤星病菌代谢产物 ATP损耗 细胞色素c释放 线粒体PTP开放 细胞程序化死亡 ROS爆发 烟草BY-2细胞
分类号: S435.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


关于赤星病菌对植物细胞的影响已经有大量的研究,然而对赤星病菌导致细胞程序化死亡(PCD)机理的报道非常少,此外,赤星病菌代谢产物对于线粒体呼吸的影响以及线粒体呼吸相关的过程与细胞程序化死亡的关系迄今为止尚未见报道。烟草BY-2细胞是一种没有功能性的叶绿体的细胞系,本文利用BY-2细胞为材料,目的是想要探讨在没有光合电子传递介导的活性氧产生的条件下,烟草赤星病菌代谢产物对烟草BY-2细胞程序化死亡(programmedcelldeath,PCD)的诱导机制。主要结果如下:烟草赤星病菌代谢物(Alternariaalternatametabolicproducts,MP)处理烟草BY-2细胞可以导致烟草BY-2细胞死亡,通过对原生质浓缩、染色体折叠以及DNA条带这三种PCD标志的鉴定,证明MP所诱导的烟草BY-2细胞死亡为细胞程序化死亡。此外MP处理也导致了烟草BY-2细胞活性氧(ROS)的爆发、胞内ATP损耗、线粒体渗透转换孔(permeabilitytransitionpore,PTP)开放和细胞色素c释放等。外源添加腺苷到MP处理的烟草BY-2细胞培养基中,虽然抑制了ATP的损耗,但是烟草BY-2细胞的PCD仍然发生,说明ATP损耗并不是赤星病菌代谢物诱导烟草BY-2PCD的关键因素;然而在MP处理的细胞培养基中加入商品过氧化氢酶(CAT)显著地抑制了MP所引发的ROS爆发,并且也抑制了MP诱导的细胞程序化死亡。上述研究结果表明,相对于ATP损耗来说,ROS爆发与MP诱导烟草BY-2细胞程序化死亡的关系更为密切。此外,通过分析MP对烟草BY-2细胞线粒体总呼吸、交替氧化酶(alternativepathwaycapacity,AOX)途径和胞外CAT的影响,表明MP对烟草BY-2细胞线粒体电子传递链(mitochondriaelectrontransportchain,ETC)和AOX途径和CAT酶活性具有直接抑制作用,说明MP对线粒体电子传递链、AOX途径和CAT的直接抑制作用可能是MP处理后导致烟草BY-2细胞ROS爆发的原因。本篇文章首次报道了烟草赤星病菌代谢物可以诱导烟草BY-2细胞发生细胞程序化死亡和导致胞内ATP的损耗,并阐明了相对ATP损耗来说ROS爆发与MP所诱导烟草BY-2细胞细胞程序化死亡的关系更为密切。

全文目录


中文摘要  7-9
英文摘要  9-11
1 前言  11-19
  1.1 赤星病菌和细胞程序化死亡(PCD)  11-15
    1.1.1 烟草赤星病菌及其代谢产物  11
    1.1.2 细胞程序化死亡(PCD)及其研究现状  11-15
  1.2 活性氧（ROS）的代谢  15-17
    1.2.1 ROS 的产生  15-16
    1.2.2 ROS 对生物代谢影响  16-17
  1.3 交替氧化酶（AOX）途径  17-19
2 材料与方法  19-23
  2.1 烟草BY-2 细胞的培养和赤星病菌代谢物的提取  19
  2.2 烟草BY-2 细胞生长及细胞活度的测定  19-20
  2.3 烟草BY-2 细胞形态观察及DNA 梯带测定  20
  2.4 烟草BY-2 细胞胞内H_2O_2浓度和ATP 含量的测定  20
  2.5 烟草BY-2 细胞中总呼吸和AOX 途径的测定  20
  2.6 烟草BY-2 细胞中线粒体的提取及线粒体总呼吸、AOX 途径的测定  20-21
  2.7 线粒体阶段呼吸的测定  21
  2.8 外源过氧化氢酶及腺苷的处理  21
  2.9 胞外MP处理对商品CAT活性的作用  21-22
  2.10 线粒体渗透转换孔开放的测定  22
  2.11 线粒体中细胞色素c 释放的测定  22
  2.12 实验所用化学试剂及数据分析  22-23
3 实验结果  23-36
  3.1赤星病菌代谢产物(MP)处对烟草BY-2细胞生长的抑制作用  23
  3.2 MP 处理降低烟草BY-2 细胞活度  23-25
  3.3 MP 处理后烟草BY-2 细胞形态变化特征  25-26
  3.4 烟草BY-2 细胞胞内ROS 和ATP 含量的变化  26-27
  3.5 MP 对烟草BY-2 细胞总呼吸和AOX 途径的影响  27-28
  3.6 MP 对线粒体总呼吸和AOX 途径的抑制作用  28-30
  3.7 MP 对线粒体不同阶段呼吸的影响  30-32
  3.8. 赤星病菌代谢产物导致线粒体渗透转换孔(PTP)开放和细胞色素 c (cytochrome c)的释放。  32-33
  3.9 MP 诱导的ROS 爆发和ATP 损耗在PCD 中的作用  33-35
  3.10 胞外MP 对商品CAT 酶活性的抑制  35-36
4 讨论  36-40
5 结论  40-41
6 参考文献  41-48
7 致谢  48-49
9 攻读学位期间发表论文情况  49

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 农作物病虫害及其防治 > 经济作物病虫害 > 烟草病虫害
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