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《福建农林大学》 2006年
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钙在低温胁迫三尖杉过程中信号转导机制研究

刘学琴  
【摘要】:三尖杉是我国一级保护树种,具有很高的药用价值,但是现存的自然资源有限,天然更新又极其困难。目前主要集中在三尖杉酯碱抗癌性能研究较多,而对于三尖杉生理活性和生化特性了解甚少,因此研究三尖杉在低温条件下的生理生化特性,探讨提高植物抗寒性的理论与技术,将对三尖杉乃至其它木本植物的抗性育种提供理论基础和技术指导。 Ca~(2+)作为第二信使在生物体内起着重要的作用。而Ca~(2+)信号对植物抗寒的作用大多数只是在一年生草本植物上得到研究,而以多年生的木本植物的研究上甚少,本研究以一年生的三尖杉幼苗为材料,研究了低温胁迫过程中钙信号的作用机制以及为扩大三尖杉种植资源提供理论依据。主要研究结果如下: 1.随着低温胁迫时间的延长,低温锻炼和结合CaCl_2处理细胞内钙离子水平呈现迅速而又短暂的上升,之后恢复到静息状态。在低温胁迫2min后,低温锻炼和结合CaCl_2处理钙离子浓度迅速上升,结合CaCl_2处理上升幅度较单纯低温锻炼快,由120nmol/l上升到885nmol/l,.之后又恢复到静息状态基态值120nmol/l,低温锻炼由120nmol/l上升到650nmol/l。而EGTA、LaCl_3、CPZ完全抑制了不亲和互作过程中细胞内的[Ca~(2+)]的升高,因为LaCl_3是质膜Ca~(2+)通道的抑制剂,所以[Ca~(2+)]cyt的升高来源于外部的Ca~(2+),通过质膜Ca~(2+)通道的开放流入细胞质。EGTA是一种质膜上电压依赖型(L型)Ca~(2+)通道抑制剂,所以三尖杉叶片质膜上的Ca~(2+)通道为电压依赖型Ca~(2+)通道,同时也说明在低温胁迫过程中,细胞内钙离子浓度变化是传递低温信息的前期信号。 2.随着低温胁迫时间的延长,单纯低温、CaCl_2、EGTA、LaCl_3、CPZ处理叶片中CaM含量均呈现先上升后下降的变化趋势,并且结合CaCl_2处理在整个胁迫过程中CaM含量均显著高于其它各个处理。在低温胁迫72h时,钙调素含量达到最大,EGTA、LaCl_3、CPZ、单纯低温锻炼和正常情况下生长的三尖杉叶片中钙调素含量分别比CaCl_2处理降低了74.4%、33.92%、37.5%、53.7%和86.3%,CaM含量的上升增强了植物的抗冷性。这表明Ca~(2+)-CAM信使系统参与了低温胁迫三尖杉信号转导,通过Ca~(2+)-CaM复合体的形成传递信号,激活各种酶活性,增强了植物体抗冷性,减缓了低温对三尖杉的伤害。 3.以一年生的三尖杉幼苗为材料,分别以H_2O、CaCl_2、EGTA、LaCl_3、CPZ处理幼苗,研究了低温胁迫过程中植物体内保护酶活性的变化。结果表明:随着低温胁迫时间的延长,单纯低温、CaCl_2、EGTA、LaCl_3、CPZ处理叶片中CAT、POD、SOD活性呈现先上升后下降的变化趋势。但结合CaCl_2处理明显提高植物体CAT、POD、SOD活性,而且保护酶活性下降也较缓慢:EGTA、LaCl_3、CPZ处理则抑制了植物体内保护酶活性的上升,说明Ca~(2+)-CAM信使系统作为低温胁迫过程中的信号分子参与低温胁迫三尖杉幼苗的信号转导。Ca~(2+)通过形成Ca~(2+)-CAM复合体来激活各种生理生化反应,减缓了低温对植物体的伤害,提高植物体抗性。而EGTA、CPZ和LaCl_3通过抑制Ca~(2+)-CaM的形成使三尖杉幼苗体内活性酶活性下降,并呈现持续下降的趋势,加剧了低温对三尖杉幼苗的伤害。 4.以一年生的三尖杉幼苗为材料,分别以H_2O、CaCl_2、EGTA、LaCl_3、CPZ处理幼苗,研究了低温胁
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:S567.19

【引证文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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