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《苏州大学》 2010年
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多胺氧化降解在莴苣种子萌发过程中的作用

王立伟  
【摘要】: 精胺(Spm)、亚精胺(Spd)和它们的二胺前体腐胺(Put)是小分子脂肪族多聚阳离子,广泛存在于植物细胞中,它们与植物生长发育、形态建成和对逆境响应密切相关。最近的研究表明,多胺氧化降解除对细胞体内多胺平衡有贡献外,其形成的中间产物有重要的生理作用,其中H_2O_2与细胞壁的成熟、在发育和伤愈期间的木质化作用和病菌入侵时细胞壁的加固有关;作为一种信号分子,H_2O_2还介导了细胞程序性死亡、超敏响应和防御基因的表达。然而,多胺氧化降解是否直接参与莴苣种子的萌发过程?其代谢产物H_2O_2在萌发过程中发挥什么样的作用?目前尚缺乏研究。在本研究中,我们选用正常莴苣(Lactuca sativa L.)种子(挂丝红)为材料,研究多胺氧化降解在莴苣种子萌发过程中的作用。结果如下: 低浓度的外源多胺对莴苣种子萌发都有一定程度的促早萌作用,其中以0.5 mM Spd作用效果最好,其次是Spm,Put的作用较小。种子萌发时间进程曲线研究表明,0.5 mM Put、Spd和Spm浸种都可显著促进种子的早萌,但48 h后这种促早萌作用逐渐消失。与此相一致的是1.0 mM环己胺(CHA,亚精胺合酶抑制剂)对莴苣种子萌发有较强的抑制作用。多胺对莴苣幼苗营养生长的影响研究表明,0.5 mM Spd可以明显促进根的生长,表现出根长的增加,而Put,Spm的促进作用次之;与对根系生长的影响不同,三种多胺对株高有显著的抑制作用。CHA处理结果表明,其对根的生长表现出一定的促进作用,而对幼苗株高有一定的抑制作用。这些结果表明多胺与莴苣种子的萌发和幼苗的生长有关。 经Spd处理后,研究莴苣种子DAO和PAO活性、内源H_2O_2变化结果表明,DAO和PAO活性受Spd处理的显著促进,在处理24和36 h,PAO和DAO活性分别达最大值;Spd处理还可明显增加莴苣种子内源的H_2O_2含量,与对照相比,处理24 h后差异达显著水平。推测Spd促进种子萌发可能与促进多胺氧化酶活性,从而增加H_2O_2含量有关。用多胺氧化酶专性抑制剂氨基胍(AG)浸种结果表明,伴随着其对莴苣种子PAO和DAO活性的强烈抑制作用,可显著降低种子内源H_2O_2含量,强烈抑制种子的萌发。有趣的是,在0.5 mM Spd处理的同时,添加1.0 mM AG可显著抑制Spd对PAO和DAO活性的促进作用,降低Spd引起H_2O_2含量的增加,从而抑制Spd对莴苣种子萌发的促进作用;而添加H_2O_2清除剂N,N-二甲基硫脲(DMTU),也可降低种子内源H_2O_2含量,抑制莴苣种子的萌发。2 mM DMTU还可显著抑制Spd对种子萌发的促进作用,起到与AG相似的作用。 研究经Spd和AG处理后莴苣种子体内多胺含量结果表明,种子内源Put含量最高,Spd次之,Spm最低。在种子萌发过程中,内源Put在前24 h快速降低,24-60 h降低趋缓;Spd在萌发前期降低缓慢,48 h后急剧下降;Spm含量低但略呈增加趋势;多胺总量逐渐降低,这可能与种子的萌发过程中PAO和DAO活性逐渐增加有关。而外源Spd和AG处理,可显著增加内源多胺尤其是Put和Spd含量。经AG和DMTU处理后,莴苣幼苗的营养生长也发生显著变化。1 mM AG可显著降低莴苣幼苗主根的伸长,并可抑制0.5 mM Spd对幼苗主根伸长的促进作用;2 mM DMTU也可显著抑制主根的伸长,对莴苣幼苗株高也有明显的抑制作用。 本文通过添加外源多胺、多胺生物合成抑制剂、多胺氧化降解专性抑制剂,结合施用H_2O_2的清除剂,研究莴苣种子在萌发过程中DAO和PAO活性、H_2O_2含量、内源多胺、种子萌发率的变化。实验结果初步证实多胺氧化降解尤其是多胺氧化降解产物H_2O_2,在莴苣种子的萌发中可能起重要作用。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S636.2

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