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《辽宁大学》 2017年
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镉胁迫对拟南芥幼苗DNA损伤及修复的影响

宋婕  
【摘要】:本研究以拟南芥为供试植物,通过基于随机引物扩增多态性(RAPD)法的DNA损伤分析,基于酶联免疫吸附(ELISA)法的DNA甲基化分析以及基于Real-time PCR的DNA损伤修复与细胞周期相关基因的表达分析,研究了Cd(0、0.125、0.25、1.0和2.5 mg·L-1)胁迫5 d的拟南芥幼苗DNA损伤、DNA损伤修复系统以及细胞周期对胁迫的响应。并通过各基因表达对Cd胁迫的敏感性差异,筛选可作为表征Cd胁迫对于拟南芥遗传毒性效应的有效生物标记物。主要结果如下:1、Cd胁迫5 d后,拟南芥幼苗的生长受到影响。叶片数量对Cd胁迫并不敏感,处理组与对照组的幼苗叶片数量均为2片。根长则相对较为敏感,与对照组相比,低浓度Cd处理组中,幼苗根系的生长得到显著促进(P0.05)。而高浓度Cd处理组幼苗根系的生长则受到显著或极显著的抑制(P0.05或P0.01)。2、Cd胁迫5 d后,与对照组相比,处理组幼苗可检测到明显的DNA损伤,且随Cd处理浓度的增加,DNA损伤加剧,二者呈明显的剂量-效应关系。3、Cd胁迫5 d后,Cd处理幼苗表现出明显的超甲基化趋势。随Cd胁迫浓度的增加,幼苗全基因组甲基化水平增高。Cd处理浓度大于0.25 mg·L-1时,全基因组甲基化水平与对照组有显著差异(P0.05);处理浓度大于1.0 mg·L-1后,与对照组相比有极显著差异(P0.01)。4、Cd胁迫5 d对拟南芥幼苗细胞周期调控基因PCNA1、PCNA2,错配修复(MMR)基因MLH1、MSH2、MSH6,非同源末端连接(NHEJ)标志基因KU70、MRE11、G R1,同源重组(HR)标志基因RAD51、BRCA1的表达均与Cd胁迫浓度呈明显的倒U字型剂量效应关系,DNA修复系统对Cd胁迫的敏感性依次为MMRHRNHEJ。说明轻度Cd胁迫主要引起DNA错配损伤,并且该损伤易修复;随着Cd胁迫的增大,会引起DNA断裂与染色体损伤,损伤较难修复。另外,对Cd胁迫响应最敏感的MSH6、MLH1基因可作为表征Cd胁迫对于拟南芥遗传毒性效应的有效生物标记物。
【学位授予单位】:辽宁大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X173

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