收藏本站
《河南大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

气孔对活性氧介导的胁迫信号反应的分子和生理机制研究

安国勇  
【摘要】: 已知气孔可以灵敏的感受外界环境信号的刺激,使之处于合适的开闭状态。逆境胁迫可以引起植物体内活性氧的产生和积累,活性氧可作为信号分子调节基因表达和多种生理反应,例如活性氧可以诱导气孔关闭和减少植物水分散失。探讨活性氧在植物气孔运动调节中的作用一直备受人们关注。 本文采用远红外成像技术,筛选和鉴定了与气孔调节相关的、对H_2O_2和高温双重胁迫不敏感拟南芥突变体;并从植物整体水平上分析了H_2O_2介导的气孔运动调节的蚕豆抗盐反应的生理机制。 首先,我们利用远红外成像技术,在H_2O_2胁迫条件下,筛选得到了两株叶片温度较低的拟南芥突变体roi30和roi45:遗传学分析表明,roi30和roi45是等位基因隐性突变体,我们将其命名为roi1-1和roi1-2。生理学分析表明,在H_2O_2和45℃高温胁迫条件下,roi1-1和roi1-2突变体的气孔开度较大,离体叶片失水率在80 min时达到65%和45%,而野生型的失水率仅有15%左右;延长高温处理的时间到20 h,roi1-1和roi1-2突变体的死亡率可高达60%和50%左右,而野生型的死亡率只有5%。因此,roi1-1和roi1-2是在H_2O_2和高温胁迫条件下气孔调节反应缺失的拟南芥突变体。 图位克隆分析表明,突变基因ROI1编码一个蛋白激酶,ROI1基因主要在拟南芥叶片保卫细胞和维管系统中表达,定位在保卫细胞的细胞核内。ROI1蛋白和拟南芥热激转录因子HSF3存在直接相互作用,HSF3可抑制ROI1的磷酸化和自身磷酸化水平。ROI1基因突变抑制热激反应蛋白Gols1基因的转录,而HSF3基因突变不抑制GOLs1的转录。通过分析hsf3、gols1、roi1-1和roi1-1/hsf3突变体的表型发现,gols1和roi1-1突变体类似,缺乏对高温胁迫的抗性,而hsf3突变体反而提高了植株的抗高温胁迫能力,roi1-1/hsf3双突变体对高温胁迫的抗性和roi1-1突变体类似。因此,拟南芥ROI1定位在气孔保卫细胞内,参与调节植物体内H_2O_2产生和气孔运动,协调拟南芥抗高温反应。 其次,为了探讨根部细胞如何感受和传递刺激信号,协调地上部分的反应,实验用盐胁迫作为刺激条件,分析根部胁迫和气孔反应的关系,结果表明,盐胁迫可引起叶片温度升高和气孔关闭,促进根、蒸腾流和气孔保卫细胞中H_2O_2含量增加,而且蒸腾流中的H_2O_2含量与土壤中的NaCl浓度相关;蒸腾流可以诱导蚕豆表皮条气孔的关闭,该作用可被10 mmmol/L的AsA抑制;推测,H_2O_2可被根部NaCl胁迫诱导产生,并通过蒸腾流运输到叶片调节气孔的运动。另外,Na~+可能通过质膜K~+通道进入保卫细胞;H_2O_2可抑制保卫细胞质膜K~+通道开放和减少Na~+进入。喷施适当浓度H_2O_2可以促进蚕豆叶片气孔关闭,抑制土壤中NaCl胁迫引起的蚕豆体内Na~+离子的过多积累,降低蚕豆叶片的Na~+/K~+比。因此,气孔可以作为盐胁迫信号的感应子,协调整株植物对盐胁迫的抗性。 总之,盐胁迫条件下,H_2O_2诱导气孔关闭的机理为人们了解植物“top-down”调节机制和植物控制盐在叶片和茎部过度积累提供了新的依据。当过量的盐分进入叶片和茎部并超出植物液泡区域化能力时,这种“top-down”调节显得尤为重要。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:Q945

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程艳丽;宋纯鹏;;植物细胞H_2O_2的信号转导途径[J];中国科学(C辑:生命科学);2005年06期
2 宋玉伟;康燕丽;刘浩;赵孝亮;王棚涛;安国勇;周云;苗琛;宋纯鹏;;多种胁迫下拟南芥气孔“开”和“闭”突变体鉴定及遗传初步分析[J];科学通报;2006年18期
3 梁洁,严重玲,李裕红,张瑞峰,朱珠;Ca(NO_3)_2对NaCl胁迫下木麻黄扦插苗生理特征的调控[J];生态学报;2004年05期
4 安国勇,江静,周云,董发才,吕东,宋纯鹏;超氧阴离子通过提高[Ca~(2+)]cyt调节保卫细胞K+通道和气孔运动[J];生物物理学报;2004年02期
5 张乃华,高辉远,邹琦;Ca~(2+)缓解NaCl胁迫引起的玉米光合能力下降的作用[J];植物生态学报;2005年02期
6 柯玉琴,潘廷国;NaCl 胁迫对甘薯叶片叶绿体超微结构及一些酶活性的影响[J];植物生理学报;1999年03期
7 安国勇,宋纯鹏,张骁,荆艳彩,阳冬梅,黄美娟,周培爱,吴才宏;过氧化氢对蚕豆气孔运动和质膜K~+通道的影响[J];植物生理学报;2000年05期
8 安国勇,宋纯鹏,黄美娟,阳冬梅,周培爱,吴才宏;记录气孔保卫细胞质膜离子通道的膜片钳方法[J];植物生理学通讯;1998年02期
9 匡逢春,萧浪涛,夏石头;脱落酸对植物气孔运动的调控作用[J];植物生理学通讯;2003年03期
10 薛绍武,杨频,裴真明;植物保卫细胞离子通道在气孔运动中的作用[J];植物生理学通讯;2004年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张海燕;张立明;王庆美;邢同胜;李爱贤;侯夫云;董顺旭;;甘薯耐盐性及遗传转化研究进展[J];山东农业科学;2007年02期
2 王灵燕;贾文娟;鲍敬;陈天舒;王宝山;;不同甘薯品种苗期耐盐性比较[J];山东农业科学;2012年01期
3 鲍桐;宁伟;刘延吉;;黄腐酸对番茄秧苗运贮过程中内源激素的影响[J];安徽农业科学;2006年03期
4 叶亚新;金进;陈佳佳;周荣;;镧对低温胁迫萝卜幼苗保护酶系统的影响[J];安徽农业科学;2008年09期
5 高叶;赵术珍;陈敏;宋晓征;王宝山;;NaCl胁迫对甘薯试管苗生长及离子含量影响[J];安徽农业科学;2008年35期
6 王利红;尹西翔;段桂兰;孙国新;徐清忠;李赛钰;;生物体砷代谢解毒机制的研究进展[J];安徽农业科学;2009年17期
7 顾华杰;叶亚新;金琎;陈佳佳;王保英;;La~(3+)对低温胁迫冬小麦幼苗抗氧化酶活性的影响[J];安徽农业科学;2009年21期
8 田菁;宋爽;;盐胁迫对小麦幼苗形态及生理特性的影响[J];安徽农业科学;2010年15期
9 王国强;;小分子热休克蛋白生物学功能的研究进展[J];安徽农业科学;2010年19期
10 商佳胤;张晓玉;黄建全;高鹏;杨丽芳;胡忠惠;;盐胁迫对6种刺槐幼苗生长及耐盐能力的影响[J];安徽农业科学;2010年31期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘俊祥;徐旭;孙振元;钱永强;苏群达;;二月蓝(Orychophragmus violaceus)对镉、铅胁迫的响应[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
2 邢淑莲;周益林;段霞瑜;邹亚飞;;生物热激蛋白及真菌HSP70的研究进展[A];植保科技创新与病虫防控专业化——中国植物保护学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 李兆群;张帅;王春义;雒珺瑜;吕丽敏;崔金杰;;棉铃虫热激蛋白基因的cDNA全长克隆与序列分析[A];植保科技创新与病虫防控专业化——中国植物保护学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 侯瑞贤;张兴国;毕喜红;郭素英;孙涌栋;苏承刚;;热激因子结合蛋白(HSBP)研究进展[A];重庆市园艺学会会员代表大会论文集[C];2005年
5 李青云;葛会波;胡淑明;宋彦平;张洁;;Nacl胁迫对草莓生理特性的影响[A];全国第二次设施果树学术讨论会论文汇编[C];2005年
6 程华;李琳玲;常杰;许锋;王燕;程水源;;植物抗氧化酶的研究进展[A];2008园艺学进展(第八辑)——中国园艺学会第八届青年学术讨论会暨现代园艺论坛论文集[C];2008年
7 龚俊松;景亮;;谷氨酰胺——热休克反应诱导剂[A];第十五次长江流域麻醉学学术年会暨2010年中南六省麻醉学学术年会暨2010年湖北省麻醉学学术年会论文集[C];2010年
8 杨惠娟;安国勇;张国增;苗琛;周云;宋纯鹏;;Na~+和Ca~(2+)对拟南芥根原生质体质膜内向K~+通道电流的影响[A];2004年北方七省市植物学年会论文集[C];2004年
9 吉爱玲;胡轶红;封青川;李效阳;卢爱玲;徐存拴;;大白鼠热休克反应中HSP70的表达动态分析[A];中国动物科学研究——中国动物学会第十四届会员代表大会及中国动物学会65周年年会论文集[C];1999年
10 徐建华;邱仞之;柳川;柯文棋;;高温、噪声、振动对热应激蛋白70 mRNA(HSP70 mRNA)基因表达影响的分子生物学研究[A];第四届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金光;海洋拮抗菌JG1的分离鉴定、应用及热激蛋白DnaK的保护机制初探[D];中国海洋大学;2010年
2 王丽燕;面包酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)对中国卤虫(Artemia sinica)抗弧菌感染的影响与酚氧化酶原在卤虫早期发育过程中表达时相的研究[D];中国海洋大学;2010年
3 曾卫军;拟南芥(Arabidopsis thaliana)受胁迫因子诱导激活启动子的筛选及其应用研究[D];华东师范大学;2011年
4 闻真珍;硫矿硫化叶菌小热激蛋白SsHSP14.1的功能特性研究[D];华南理工大学;2010年
5 赵珺;高温热应激环境对雄性小鼠生殖机能影响及其分子机理的研究[D];东北师范大学;2010年
6 李瑞利;两种典型盐生植物耐盐机理及应用耐盐植物改良盐渍土研究[D];南开大学;2010年
7 Shafaqat Ali;大麦铬与盐、铝的互作和减轻铬毒害的化学途径研究[D];浙江大学;2010年
8 何影;引入甘氨酸甲基化合成甜菜碱途径提高黑麦草抗旱性研究[D];山东大学;2010年
9 刘爱玲;水稻OsHsfAs和OsCH2基因的功能研究[D];湖南农业大学;2010年
10 Muharam Ali;抗条锈病小麦N95175抗性基因的遗传图谱与克隆[D];西北农林科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王引;柑橘溃疡病不同抗性类型生理差异比较及SA诱导的抗性研究[D];华中农业大学;2010年
2 艾青;水稻耐高温遗传基础研究及基因表达谱分析[D];华中农业大学;2009年
3 高胡静;百合离体条件下的耐盐性评价和EMS诱变育种初步研究[D];华中农业大学;2010年
4 张静;家蚕热休克蛋白Bmhsp21.4基因的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 罗素娟;家蚕细胞周期依赖性蛋白激酶家族(CDK)的研究[D];浙江理工大学;2010年
6 王丽燕;家蚕小热激蛋白19.9及其N末端缺失体的原核表达和分子伴侣功能研究[D];浙江理工大学;2010年
7 郑碧;家蚕小热休克蛋白22.6的克隆表达与功能初步分析[D];浙江理工大学;2010年
8 吴业卿;Hsp27与PIMT在乳腺癌细胞中的相互作用研究[D];浙江理工大学;2010年
9 周若南;甲基强的松龙上调缺血再灌注损伤脊髓热休克蛋白27表达的剂量研究[D];郑州大学;2010年
10 王悦琳;过表达玉米ZmMPK7转基因烟草耐盐性研究[D];山东农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江静,安国勇,王鹏程,王棚涛,韩锦峰,贾艳斌,宋纯鹏;MAP激酶调节蚕豆保卫细胞中ABA诱导的H_2O_2产生[J];科学通报;2003年12期
2 王宝山;赵思齐;;干旱对小麦幼苗膜脂过氧化及保护酶的影响[J];山东师大学报(自然科学版);1987年01期
3 丁印龙,廖启炓,谢潮添,杨盛昌;低温胁迫下夏威夷椰子幼苗叶肉细胞Ca~(2+)水平及细胞超微结构变化的研究[J];厦门大学学报(自然科学版);2002年05期
4 刘新,张蜀秋,娄成后;气孔运动调控中过氧化氢和一氧化氮信号途径的交叉作用[J];自然科学进展;2003年04期
5 丁成伟;华希新;钮福祥;史新敏;郭小丁;;甘薯品种资源耐涝性鉴定研究[J];作物品种资源;1996年02期
6 苗雨晨,宋纯鹏,董发才,王学臣;ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞H_2O_2 的产生[J];植物生理学报;2000年01期
7 安国勇,宋纯鹏,张骁,荆艳彩,阳冬梅,黄美娟,周培爱,吴才宏;过氧化氢对蚕豆气孔运动和质膜K~+通道的影响[J];植物生理学报;2000年05期
8 郑青松,王仁雷,刘友良;钙对盐胁迫下棉苗离子吸收分配的影响[J];植物生理学报;2001年04期
9 张骁,上官周平,高俊凤,宋纯鹏;保卫细胞的ABA信号转导[J];植物生理学报;2001年05期
10 张宗申,利容千,王建波;Ca~(2+)预处理对热胁迫下辣椒叶肉细胞中Ca~(2+)-ATP酶活性的影响[J];植物生理学报;2001年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张韶杰;韩玺柱;佘小平;;壳梭孢素促进蚕豆气孔开放与保卫细胞H_2O_2的关系[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2009年02期
2 李孟军,郭秀林;脱落酸(ABA)在气孔调节中的作用[J];河北农业科学;2000年03期
3 孙立荣;郝福顺;吕建洲;吕鹏飞;赵世领;;外源一氧化氮对盐胁迫下黑麦草幼苗生长及生理特性的影响[J];生态学报;2008年11期
4 高新起,王康满;Ca~(2+)在H_2O_2促进蚕豆气孔关闭过程中的作用[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);2003年02期
5 宋喜贵;佘小平;;植物体内过氧化氢的产生及其生理作用[J];连云港师范高等专科学校学报;2010年04期
6 张崇浩;;气孔[J];生物学通报;1986年09期
7 匡逢春,萧浪涛,夏石头;脱落酸对植物气孔运动的调控作用[J];植物生理学通讯;2003年03期
8 高巍;尚忠林;;细胞内离子在气孔运动中的作用[J];植物学报;2010年05期
9 安国勇,宋纯鹏,张骁,荆艳彩,阳冬梅,黄美娟,周培爱,吴才宏;过氧化氢对蚕豆气孔运动和质膜K~+通道的影响[J];植物生理学报;2000年05期
10 苗雨晨,宋纯鹏,董发才,王学臣;ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞H_2O_2 的产生[J];植物生理学报;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 华春;王仁雷;刘友良;;外源AsA对盐胁迫下水稻叶绿体活性氧清除系统的保护作用[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年
2 赵福庚;刘友良;;盐胁迫下大麦根系多胺含量变化与耐盐性的关系[A];中国青年农业科学学术年报[C];2002年
3 严顺平;苏维埃;汤章城;孙卫宁;;水稻根中盐胁迫响应蛋白的蛋白质组学的分析[A];中国蛋白质组学第二届学术大会论文摘要论文集[C];2004年
4 陈康;李杰;赵方贵;刘新;张蜀秋;;NO对盐胁迫下玉米幼苗内源ABA积累的影响[A];2006年中国植物逆境生理生态与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年
5 叶武威;喻树迅;王俊娟;樊宝相;赵云雷;;盐胁迫下棉花耐盐相关基因差异表达分析[A];中国棉花学会2008年年会论文汇编[C];2008年
6 孙健;王美娟;丁明全;邓澍荣;陈少良;;盐胁迫下胡杨调控细胞内K~+/Na~+平衡的生理和信号机制[A];第六届中国植物逆境生理学与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2010年
7 杨俊诚;姜慧敏;张建峰;梅勇;;盐胁迫下植物对磷的吸收的研究[A];2004年全国学术年会农业分会场论文专集[C];2004年
8 高青海;王秀峰;杨凤娟;魏珉;任志雨;;LaCl_3对硝酸盐胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响[A];中国园艺学会十届二次理事会暨学术研讨会论文摘要集[C];2007年
9 邢晓蕾;史宝胜;刘冬云;高永宏;黄印冉;张均营;吴京民;;盐胁迫对中华金叶榆生理生化的影响[A];2007年中国园艺学会观赏园艺专业委员会年会论文集[C];2007年
10 师超;徐朗莱;;盐胁迫下小麦根尖中蛋白质氧化和20S蛋白酶体的氧化与活性及泛素化蛋白的变化[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2008年学术交流会论文摘要汇编[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 金来;活性氧:长寿克星[N];大众卫生报;2005年
2 钱铮;氢可清除对机体有害的活性氧[N];医药经济报;2007年
3 陈旻;过多的活性氧危害男性生殖健康[N];中国医药报;2000年
4 ;吸烟是怎样致癌的[N];农村医药报(汉);2008年
5 赵引德;活性氧消毒剂无安全环保隐患[N];中国化工报;2008年
6 吴一福;Uu感染可引起生殖细胞凋亡[N];中国医药报;2005年
7 何凤玲 宋晓辉;美涂士研制出活性氧抗菌乳胶漆[N];中国建材报;2005年
8 健康时报实习记者 杨绪军;烟民多吃黄绿蔬菜[N];健康时报;2008年
9 方留民;抗旱植物[N];山东科技报;2001年
10 贺劲松;北工大利用活性氧消毒机灭活SARS病毒实验成功[N];中国中医药报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 安国勇;气孔对活性氧介导的胁迫信号反应的分子和生理机制研究[D];河南大学;2008年
2 于中连;烟草NADPH氧化酶在Na~+、Cu~(2+)胁迫中的活性变化及其作用[D];中国农业大学;2005年
3 张华建;三种激发子诱导的过敏性细胞死亡和气孔关闭的分子机制研究[D];南京农业大学;2009年
4 张艳艳;植物磷酶D、一氧化氮和过氧化氢在转导ABA、盐胁迫信号中的关系[D];南京农业大学;2007年
5 陆一鸣;短芒大麦盐胁迫相关基因的克隆及其功能分析[D];中国人民解放军军需大学;2003年
6 严顺平;水稻响应盐胁迫和低温胁迫的蛋白质组研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2006年
7 刘永霞;硅对金丝小枣盐胁迫的缓解效应及其机理[D];南京林业大学;2007年
8 吴雪霞;外源一氧化氮对盐胁迫下番茄幼苗生理特性影响的研究[D];南京农业大学;2007年
9 杜伟;诱导型激活拟南芥突变体库的构建以及AtCRK3生化、表达分析[D];武汉大学;2005年
10 史仁玖;多枝赖草(Leymus multicaulis)盐胁迫应答相关基因的克隆及表达分析[D];南京农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张锦广;NADPH氧化酶参与盐胁迫诱导的烟草悬浮细胞活性氧的产生[D];中国农业大学;2005年
2 郝立华;异三聚体G蛋白和ROS在细胞外ATP调控拟南芥气孔运动中的作用[D];河北师范大学;2009年
3 王建伟;转COD基因水稻耐热性研究[D];山东农业大学;2011年
4 武金华;盐胁迫下紫杆柽柳cDNA文库构建及表达序列标签(EST)分析[D];东北林业大学;2004年
5 麻德平;外源NO和精胺提高高羊茅草耐盐性研究[D];郑州大学;2007年
6 苑博华;几种试剂对盐胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响[D];河北大学;2006年
7 窦宗信;高温胁迫对丰花月季生理效应及耐热性诱导的研究[D];甘肃农业大学;2006年
8 杨蕊;外源ALA处理对盐胁迫下黄瓜的缓解效应[D];西北农林科技大学;2008年
9 徐蓓蓓;拟南芥异三聚体G蛋白在脱落酸、一氧化氮、过氧化氢调控气孔运动中的功能研究[D];扬州大学;2009年
10 贾志国;仙客来耐热性研究[D];河北农业大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026