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隐花色素对矿质元素吸收的影响

作　者: 俞竞
导　师: 刘选明；林辰涛
学　校: 湖南大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 拟南芥 隐花色素 矿质元素 钾元素
分类号: Q946
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


光作为主要的环境因子,不仅为植物提供能量,而且对触发植物形态变化、质体分化、新陈代谢等生理活动起着重要的作用。目前而言,植物体内接受光信号的受体分为4种类型:光敏色素、向光色素、超级色素和隐花色素。隐花色素(cryptochrome)是植物感受蓝光的光受体,它介导蓝光调节植物的光形态建成反应,如抑制茎的伸长、调节昼夜节律、激活基因转录和调节开花等。同时,矿质元素也对植物生长发育起着重要的作用。因此,研究光质对蓝光受体突变体的矿质元元素吸收的调控机制,对进一步了解光形态建成及光质效应有重要意义。为了研究不同光质及黑暗下隐花色素对拟南芥矿质元素吸收的影响,我们以模式植物拟南芥Col-4,cry1,cry2,cry1cry2作为研究对象,利用ICP-AES对不同光照处理及黑暗下的11种矿质元素含量的进行检测。蓝光下的Col-4,cry1,cry2,cry1cry2矿质元素含量检测结果表明:幼苗期,CRY1和CRY2的缺失对Ca、Na、S、Fe和Cu的吸收起促进作用;CRY1的单缺失对B、Mg、P和Mn的吸收起抑制作用,CRY2的单缺失对B、Mg、P和Mn的吸收起促进作用;CRY1和CRY2的缺失对Zn的吸收起抑制作用。同时我们也发现红光下四种材料的矿质元素含量也存在着很大的差异,CRY1和CRY2的缺失对Ca和Zn的吸收起促进作用;CRY1和CRY2的缺失对P、Mg、S、Fe、Mn、B、Cu的吸收抑制作用;此外CRY1的缺失对Na吸收起抑制作用,而CRY2单的缺失对Na的吸收起促进作用;同时CRY1和CRY2的单缺失对K的吸收起促进作用。白光下的Col-4,cry1,cry2,cry1cry2的矿质元素检测结果显示:CRY1和CRY2的缺失对K的吸收起抑制作用;CRY1的单缺失对Ca、B和Zn的吸收可能起抑制作用,而白光下CRY2的缺失对Ca、B和Zn吸收起促进作用;CRY1的缺失对P和Fe的吸收起促进作用,而CRY1的缺失对S和Mn的吸收起抑制作用;CRY1和CRY2的缺失对Mg、Cu和Na的吸收起抑制作用。此外我们也对黑暗下的四种材料的矿质元素含量进行了检测,结果表明CRY1和CRY2的缺失对K、Na、Fe、B和Cu元素的吸收可能起抑制作用;CRY1和CRY2的单缺失对Ca元素吸收的抑制作用较为明显,而CRY1的单缺失对P、Mg、S的吸收起抑制作用;CRY1和CRY2的缺失对Zn的吸收起促进作用。为了更深入的研究蓝光受体CRY1,CRY2对钾元素吸收的影响,我们以拟南芥野生型Col-4和蓝光受体突变体cry1,cry2和cry1cry2为材料在蓝光下进行缺K+处理,发现cry1cry2的下胚轴及根的伸长受抑制程度最大。经过对K+充足条件下的Col-4,cry1,cry2和cry1cry2的钾元素含量和持水性检测,以及采用定量PCR对K+转运载体和离子通道相关基因如AKT1,AtKC1,AKUP1等表达水平的分析,结果表明cry1cry2的钾元素含量最高、持水性最低,且其K~+转运载体和离子通道相关基因的表达量也最高。该结果说明,蓝光下CRY1和CRY2的缺失对K~+的吸收起促进作用。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-15
第1章 绪论  15-31
  1.1 光信号传导及光形态建成  16-22
    1.1.1 隐花色素的发现  16-18
    1.1.2 隐花色素在细胞中的定位  18
    1.1.3 隐花色素的表达特征  18
    1.1.4 隐花色素的功能  18-21
    1.1.5 隐花色素信号转导  21-22
  1.2 矿质元素  22-26
    1.2.1 矿质元素吸收的影响因素  22-23
    1.2.2 矿质元素的吸收对植物的影响  23-26
  1.3 钾元素的吸收  26-30
    1.3.1 钾吸收机制  26-30
  1.4 本文主要研究目的和意义  30-31
第2章 黑暗及不同光质下拟南芥矿质元素含量的分析  31-43
  2.1 实验材料、试剂与方法  31-33
    2.1.1 实验材料  31
    2.1.2 实验方法  31-32
    2.1.3 实验仪器与试剂  32
    2.1.4 实验方法  32-33
  2.2 结果与分析  33-40
    2.2.1 红光对Col-4，cry1，cry2 和cry1cry2 矿质元素吸收的影响  33-35
    2.2.2 白光下Col-4，cry1，cry2 和cry1cry2 矿质元素的检测  35-37
    2.2.3 蓝光下Col-4，cry1，cry2 和cry1cry2 矿质元素的检测  37-39
    2.2.4 黑暗下Col-4，cry1，cry2 和cry1cry2 矿质元素含量的检测  39-40
  2.3 讨论  40-41
  2.4 小结  41-43
第3章 蓝光受体CRY1 和CRY2 对拟南芥钾吸收影响的研究  43-54
  3.1 实验材料、试剂与方法  43-47
    3.1.1 植物材料  43
    3.1.2 光源  43-44
    3.1.3 主要试剂和仪器  44
    3.1.4 实验方法  44-47
  3.2 结果与分析  47-52
    3.2.1 缺K+对Col-4，cry1，cry2，cry1cry2 幼苗生长的影响  47-48
    3.2.2 CRY1 和CRY2 的缺失对K~+含量的影响  48-50
    3.2.3 CRY1 和 CRY2 对持水性的影响  50
    3.2.4 CRY1 和CRY2 对钾通道基因的调控表达  50-52
  3.3 讨论  52
  3.4 小结  52-54
结论  54-56
参考文献  56-64
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录  64-65
致谢  65

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物生物化学
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