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《浙江大学》 2013年
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番茄自噬在高温抗性中的功能、作用机制和调控

王健  
【摘要】:番茄是世界范围内广泛种植的主要蔬菜作物之一,在农业生产和人们消费上都有重要的地位。随着温室效应的加剧,全球气候变暖越来越严重,逐渐影响到番茄正常的生长发育。高温天气会导致番茄不能正常授粉受精,降低番茄的产量和品质。因此,深入了解高温对番茄造成的伤害,以及番茄如何应对高温天气的挑战,有助于我们探索更多的途径增强番茄抵抗高温热害的能力,为正常生产提供有效措施。本文以番茄品种Condine Red为材料,利用化学遗传学、生理学、分子生物学等手段从光合系统、基因表达、蛋白变化、自噬体变化等角度研究了自噬在番茄抵抗高温热害中的功能和作用机制,探讨了WRKY33在自噬对高温响应途径中的调控作用。主要结果如下 1.究了自噬在番茄抵御高温中的重要作用。高温显著诱导番茄自噬基因ATG5和ATG7上调表达。当ATG5和ATG7被分别沉默以后,植株的抗高温能力明显下降,细胞膜遭到破坏,透性增加。光合系统Ⅱ(PSⅡ)损伤严重,气体交换途径受到影响,光合系统的自我恢复能力下降。因此,自噬可以通过保护膜结构和光合系统来抵抗高温伤害。 2.研究了选择性自噬在番茄自噬调控的抗热途径中的地位。作为选择性自噬受体,NBR1功能缺失以后,植株对高温的反应同ATG5和ATG7沉默植株表现一致,并且EL、Pn、Gs、Ci等参数的变化量与ATG沉默植株相近,显示出NBR1在自噬抗热途径中的贡献非同寻常。ATG5和ATG7沉默植株中高温对UBA1和UBA2的诱导被显著抑制,相应的,UBA1和UBA2沉默植株中高温也不能诱导ATG5和ATG7上调表达,表明自噬组件和NBR1之间存在密切联系。 3.研究了番茄WRKY33对自噬抗热途径的调控。WRKY33沉默植株对高温变得敏感,可溶性蛋白含量变化与ATG沉默植株趋势一致WRKY33被抑制以后ATG5和ATG7也被严重抑制表达。WRKY33和ATG5、ATG7沉默植株受到高温胁迫产生的自噬体明显比TRV植株少得多。因此,作为转录调控因子,WRKY33在上游调控了番茄自噬参与的抗热途径。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S641.2

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