收藏本站
《重庆大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

应力对植物生长行为的影响及其相关基因的表达

段传人  
【摘要】:植物与环境是相互作用不可分割的统一体,两者相互依赖,相互影响。环境因子对植物生长的影响是植物生理学和生物物理学中的一个热点。但是关于植物是如何响应应力刺激的,应力信号又是如何引起植物基因的表达的研究极其有限。为了在理论上进一步深入了解应力对植物生长的作用,在应用上为植物新品种的培育及品种改良寻求一种新的方法,本文以声波刺激为加载方式,从植物的苗、细胞和组织三个层次,对应力对植物生长的作用进行了初步的探索,并从基因水平上分析了应力刺激下植物基因的表达。本论文的具体研究工作和结论如下: 首先,本文研究了声波影响植物苗生长的基本规律。结果表明:当声波频率为1000Hz、强度为100dB时对苗的生长有明显的促进作用;而当声波频率和强度超过一定值时,则对苗的生长有抑制作用。通过考察声波对植物的光合和呼吸作用,发现声波对植物正常的光合、呼吸等功能并无明显的影响。这说明声波对植物生长的影响不是通过影响其呼吸和光合作用来实现的。然后我们测定了根系活力、可溶性糖和蛋白的含量变化。结果表明:刺激组根系活力、可溶性糖和蛋白含量要明显高于对照组。说明适宜的声波刺激强度对植物生长的促进作用是通过增强根的活力,提高根系对营养元素的吸收利用来实现的。检测声波刺激对植物体内保护酶活性的影响后发现,不同刺激周期的声波均使菊花的超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)即保护酶系统活性增强,并且在刺激9天时,活性较其他组更高。此外,在部分实验组的培养基中加入不同浓度的蛋白质合成抑制剂环己亚胺酮(CHM)后发现,POD和CAT的活性有所降低,暗示着声波处理使保护酶活性升高的原因可能是声波处理促进了细胞内酶的合成。 其次,本文研究了声波刺激对植物愈伤组织生长的影响,并重点考察了内源激素IAA和ABA的含量变化。和对照组相比,在愈伤组织生长及再分化期间,刺激组中IAA 的含量显著增加,ABA的含量有所降低。这种变化可能是声波刺激强化了愈伤组织的生理机能,使愈伤组织中激素含量增加,也可能是植物对声波刺激的一种特异响应。 同时,我们也对在声波刺激下对细胞质膜的影响进行了研究。结果表明:声波刺激使标记质膜的DPH荧光偏振值降低,而C540荧光强度增加。这说明一定强度和频率的声波刺激使质膜变得疏松,膜表面电荷密度和质膜疏水性降低,膜的流动性增加。用红外光谱方法测定了声波刺激对质膜蛋白酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带的影响。实验结果表明,声波刺激对质膜蛋白的α螺旋影响相对较小,其特征谱带 WP=6 变化在5cm-1以下;而对酰胺Ⅱ带的β折叠影响较大,其波数增大10cm-1左右。表明声波刺激对质膜蛋白二级结构产生了影响。对声波刺激下菊花细胞H+-ATPase的活性调控的研究表明,细胞质膜H+-ATPase活性显著升高。我们发现H+-ATPase活性对培养基中的Ca2+的浓度敏感,并且在培养基中加入质膜钙离子通道抑制剂异博定(Veraparimal)可对H+-ATPase活性有抑制作用;而加入钙离子载体A23187,则可恢复这种抑制作用。同时,如果在培养基中添加蛋白激酶抑制剂星孢霉素,H+-ATPase活性则不被激活。这些实验结果说明,H+-ATPase在声波刺激下其活性的调控可能是通过可逆磷酸化模式进行的。 最后,我们对声波刺激下菊花特异性基因的表达进行了检测和分析。结果表明:声波处理组菊花的总RNA得率要明显高于对照组的总RNA得率。用提取的刺激组和对照组总RNA为模板,运用mRNA逆转录差异显示技术(DDRT-PCR)筛选受声波诱导的差异表达基因片段,在变性聚丙烯酰胺凝胶上分离得到八个差异片段,分别为SA5-1、SA5-2、SA7、CA7、SC1、SC8-1、SC8-2、CG1。对上述八个差异片段重扩增后,在琼脂糖凝胶上显示的结果表明,八个片段中只有SA5-2、SC1和SC8-1三个片段的分子量和变性聚丙烯酰胺凝胶上显示的分子量一致。为了进一步确定SA5-2、SC1和SC8-1是否为真正受声波诱导而表达的条带,对其进行了Northern点杂交。检测结果显示SC8-1 为特异性表达条带,SA5-2为优势表达条带,SC1为声波抑制表达条带。表明声波刺激引起了植物细胞相关基因的表达。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:Q947

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 祁丽荣;滕光辉;侯天侦;戴航;;黄瓜幼苗自发声频率测定方法与试验[J];农业机械学报;2010年S1期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡国友,侯玉霞,丁晓岚,李涛,沈子威,席葆树;应用圆二色光谱研究交变应力对烟草细胞膜蛋白结构的影响[J];光子学报;2000年04期
2 沈子威,孙克利,杨钧,蔡国友,席葆树;应用傅里叶红外光谱研究强声波作用下植物壁蛋白质二级结构变化[J];光子学报;1999年07期
3 张菁代,余军居,超明,廖贡献;高压静电场对豌豆根尖影响的细胞学研究[J];湖北大学学报(自然科学版);1996年04期
4 熊建文,熊钰庆,周箎声;静电场、直流电刺激对绿豆(Phaseolus radiatus L.)幼苗、细香葱(Allium schoenoprasun)生长影响的研究[J];华南师范大学学报(自然科学版);1996年01期
5 李社荣,曾孟潜,刘雅楠,汪永祥;植物空间诱变研究进展[J];核农学报;1998年06期
6 彭昌操,孙中海;低温锻炼期间柑桔原生质体SOD和CAT酶活性的变化[J];华中农业大学学报;2000年04期
7 王树禹,王肃威,彭桂芹,李茫雪,刘勇,王亚玲;场效应对作物萌发期酶活性动态影响[J];激光生物学;1996年04期
8 郭桂云,王艳英,刘振东,弥晓菊,王桂玲,谢桂琴;60Co—r射线辐射番茄种子对根尖细胞遗传学效应的影响[J];植物研究;1996年01期
9 彭运生,焉岿然;梯度磁场对水稻幼苗生理生化影响的研究[J];中国农业大学学报;1998年01期
10 赵锦荣,阎小君,苏成芝;差异显示反转录PCR技术研究进展[J];生物化学与生物物理进展;2000年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张怀俊;六环教学模式探究[J];安徽教育学院学报;2003年03期
2 朱小茜;耿明;鲁红侠;;云南烤烟标样烟叶中多酚类化合物与等级的关系[J];合肥师范学院学报;2008年06期
3 陈玉珍,王全德,苑振戈;植物空间环境诱变育种的研究进展[J];山东农业科学;2000年01期
4 魏秀俭;玉米自交系耐旱性的模糊隶属函数法分析[J];山东农业科学;2005年02期
5 王月明;李红梅;董建恩;郑福丽;江丽华;;石油污染物对小白菜生物量、生理指标的影响[J];山东农业科学;2008年06期
6 王思思;张吉旺;刘鹏;董树亭;王空军;;干旱对不同玉米品种苗期根系生理生化特性的影响[J];山东农业科学;2009年06期
7 郑福丽;江丽华;刘兆辉;王梅;林海涛;宋效宗;;石油污染物对小白菜产量和品质的影响[J];山东农业科学;2009年09期
8 姜虎生;张思洋;王宏燕;;跳龟灵、对硫磷乳剂对玉米生理指标的影响[J];山东农业科学;2011年06期
9 冯昊;李安东;吴兰荣;孙奎香;孙学武;吴正锋;王才斌;;春花生超高产生育动态及生理特性研究[J];山东农业科学;2011年11期
10 白建芬;裴玉贺;赵秋霞;宋希云;;干旱胁迫下玉米幼苗几种生理生化指标的变化[J];山东农业科学;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐福利;王渭玲;;低分子活性有机酸对辣椒产量、品质及养分吸收的影响[A];2012新型肥料创制关键技术与新工艺、新设备交流研讨会论文集[C];2012年
2 任洪艳;程凯;郑成淑;;菊花cDNA-AFLP分析体系的建立及应用[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
3 马宗骧;王奎玲;刘庆华;刘庆超;唐启和;;三桠乌药幼苗耐阴性研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
4 席葆树;黄大明;;应力育苗技术与保水聚合物——清华绿宝[A];力学与西部开发会议论文集[C];2001年
5 杨轶华;梁鸣;;外源物质对元宝槭生长及生理特性的影响[A];2010植物免疫机制研究及其调控研讨会论文集[C];2010年
6 申玉香;郭文善;周影;朱新开;封超年;彭永欣;;盐分胁迫对小麦花后剑叶衰老特性和产量的影响[A];全国小麦栽培科学学术研讨会论文集[C];2006年
7 林琪;李京涛;刘树堂;刘义国;黄令峰;;长期定位施肥对冬小麦生育后期旗叶衰老性状的影响[A];作物逆境生理研究进展——中国作物生理第十次学术研讨会文集[C];2007年
8 张月学;杨茹冰;徐香玲;李集临;韩微波;唐凤兰;刘杰淋;李道明;蒿若超;;~(60)Co-γ射线辐射紫花苜蓿种子的细胞生物学效应研究[A];中国作物学会2007年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2007年
9 郭志强;董志强;;抗低温助长剂对低温胁迫下玉米生长发育及生理生化变化的影响[A];中国作物学会栽培专业委员会换届暨学术研讨会论文集[C];2007年
10 杨炳南;刘斌;杨延辰;李鑫熠;林亚玲;张小燕;;净鲜马铃薯丝、丁半成品保鲜实验研究[A];马铃薯产业与科技扶贫(2011)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨彩红;交替灌溉对间作群体水分利用特征的影响及其机理[D];甘肃农业大学;2010年
2 王齐;中水灌溉对城市绿地生态系统的影响及安全性评价[D];甘肃农业大学;2010年
3 鲁为华;短期围栏封育下退化绢蒿荒漠草地更新特征研究[D];新疆农业大学;2010年
4 生书晶;何首乌芪合酶基因(FmSTS)的克隆、鉴定及转化拟南芥研究[D];华南理工大学;2010年
5 盖玉红;盐生和中生植物对盐害的响应及其抗性结构机制研究[D];东北师范大学;2010年
6 何小勇;翅荚木种源遗传多样性及其抗低温胁迫能力研究[D];中南林业科技大学;2007年
7 陈景堂;玉米×Teosinte远缘杂种后代重要性状的表型及遗传分析[D];河北农业大学;2011年
8 赵美荣;扩展蛋白与植物激素调节的干旱胁迫下小麦细胞生长的关系研究[D];山东农业大学;2011年
9 李甜江;中国沙棘人工林衰退的水分生理生态机制[D];北京林业大学;2011年
10 满达;天然草与人造草混合系统草坪特性研究[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田霞;水稻叶片生理生化性状与品种抗旱性的关系研究[D];华中农业大学;2010年
2 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
3 李秋丽;4个狗牙根品种(系)的耐寒性评价[D];华中农业大学;2010年
4 杜连莹;实践八号搭载8个苜蓿品种生物学效应研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
5 杨珍珍;桉树在合肥地区的引种栽培与抗寒性研究[D];安徽农业大学;2010年
6 李晓东;茶树体细胞胚发生的影响因素及超微结构和几种内含物质变化的研究[D];山东农业大学;2010年
7 苏琳;控释尿素施用方式对玉米氮素与水分利用、产量和品质的影响[D];山东农业大学;2010年
8 刘贤娴;萝卜营养及风味物质积累规律研究[D];山东农业大学;2009年
9 王婧;不同类型种子吸湿解吸规律及其活力降低过程中的生理生化特性变化[D];山东农业大学;2010年
10 李慧;土壤水分和灌溉水配置对冬小麦产量及水氮利用效率的影响[D];山东农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 向家伟;;基于Polytec激光测振仪的光存储设备振动测试分析系统[J];光学技术;2007年S1期
2 侯天侦;李保明;滕光辉;周清;肖滢萍;祁丽荣;;植物声频控制技术在设施蔬菜生产中的应用[J];农业工程学报;2009年02期
3 向艳红;赵寿根;杨林华;;关于微小振动的激光多普勒测量[J];强度与环境;2009年06期
4 刘贻尧,王伯初,赵虎成,段传人;植物对环境应力刺激的生物学效应[J];生物技术通讯;2000年03期
5 阳小成,王伯初,叶梅;不同强度的声波对猕猴桃试管苗根系发育的影响[J];应用与环境生物学报;2004年03期
6 陈杰,杨祥龙,周胜军,陈杰,朱育强,樊琦;中国设施园艺研究现状与发展趋势[J];中国农学通报;2005年01期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 孙立国;杨子胜;;非接触激光检测技术在排架柱振动测试中的应用[J];三峡大学学报(自然科学版);2013年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 蔡卫明;声频调控对水培植物生长效应的研究[D];浙江大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑均宝,裴保华,耿桂荣;毛白杨插穗生根的研究[J];东北林业大学学报;1988年06期
2 贝时璋;;在生物物理学研究中要重视环境物理因素对生物的作用[J];大自然探索;1984年04期
3 沈子威,孙克利,杨钧,蔡国友,席葆树;应用傅里叶红外光谱研究强声波作用下植物壁蛋白质二级结构变化[J];光子学报;1999年07期
4 郑均宝,裴保华,蒋湘宁;NAA处理对杨树茎插穗生根的作用[J];河北林学院学报;1988年02期
5 宋金耀;;邻苯三酚—NBT法测定超氧化物歧化酶活性的方法学研究[J];河北农业技术师范学院学报;1993年02期
6 秦松,王希华,童顺,曾呈奎;钝顶螺旋藻部分原生质体及单细胞的制备与培养[J];海洋与湖沼;1995年01期
7 蔡阿根,郑爱榕,李文权,廖启斌,陶瑞军,陈清花;海洋微藻中脂肪酸的气相色谱分析[J];海洋技术;1998年04期
8 鲁勇军,余珏;磁场生物学效应研究进展[J];基础医学与临床;1994年05期
9 张小云,张维德,卢丽;磁场的细胞效应研究[J];基础医学与临床;1994年05期
10 陈季楚,王六发,叶叙丰,顾俭本,夏镇澳;外磁场对诱发水稻成熟胚产生愈伤组织的影响[J];科学通报;1988年24期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙国凤;有用植物基因的相互转让[J];生物技术通报;1995年04期
2 ;改变植物基因有新方法[J];园林科技信息;2002年03期
3 贾士荣;植物基因工程研究进展[J];高技术通讯;1995年02期
4 韩斌;彭建营;;cDNA-AFLP技术及其在植物基因表达研究中的应用[J];西北植物学报;2006年08期
5 郭小勤;李德葆;;植物前体mRNA的选择性剪接[J];农业生物技术学报;2006年05期
6 易小平;可供利用的植物基因克隆技术[J];广西农业生物科学;1999年03期
7 ;植物基因密码破译成功 超级农作物产生有望[J];中国工程科学;2001年01期
8 ;细菌的基因(1943年)[J];科学大众(中学版);2008年11期
9 于宁,徐麟;植物基因的命名和书写(以拟南芥为例)[J];分子植物育种;2004年03期
10 易家康;天然合成技术与植物基因重组[J];世界科学;1997年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 施定基;方浩;李飞;贾晓慧;方晋;;小立碗藓作为植物基因和分子生物学的模式系统(英文)[A];Abstracts of International Symposium on Systematic Lichenology & Bryology[C];2010年
2 胡风庆;;糖皮脂激素介导的植物基因人工表达调控系统[A];中国生物化学与分子生物学会第八届会员代表大会暨全国学术会议论文摘要集[C];2001年
3 胡风庆;;四环素调控植物基因表达系统构建进展[A];中国生物工程学会第三次全国会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2001年
4 黄宏文;;植物基因流动态、迁地保育的遗传风险及资源发掘利用[A];中国植物学会七十五周年年会论文摘要汇编(1933-2008)[C];2008年
5 刘耀光;吴豪;张群宇;崔广荣;田东生;陈乐天;梅曼彤;;可转化人工染色体克隆系统及其植物基因的分离[A];全国植物分子生物学与生物技术学术研讨会论文集[C];2000年
6 聂绚丽;王伟;肖兴国;;植物基因工程雄性不育的研究与开发进展[A];2009年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2009年
7 王景雪;王伟权;李永虎;;花粉介导植物转基因方法研究[A];中国生物工程学会2006年学术年会暨全国生物反应器学术研讨会论文摘要集[C];2006年
8 林拥军;张启发;;农杆菌介导的高效籼稻基因转化体系的建立[A];湖北省遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2004年
9 渠慎春;章镇;;抗缺铁果树砧木品种的培育[A];中国生物工程学会第四次会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2005年
10 丁玉梅;吴毅歆;杨正安;周晓罡;张绍松;孙茂林;;马铃薯质体表达载体构建及遗传转化初报[A];中国农业生物技术学会第三届会员代表大会暨学术交流会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李鹏;李传友:当植物面临逆境[N];北京科技报;2010年
2 周和毅;国家植物基因研究中心在武汉建立[N];中国特产报;2001年
3 记者刘志伟 通讯员胡安慰;国家植物基因研究中心(武汉)揭牌[N];科技日报;2002年
4 罗伯特·赫特;明晰植物基因产权会带来什么[N];农民日报;2000年
5 陈丹 实习生 王若素;植物基因又有新发现[N];科技日报;2004年
6 据中国科技信息研究所资料;给植物基因编码[N];湖北科技报;2004年
7 本报记者 王慧琼;把仙湖建成国际一流植物园[N];深圳特区报;2009年
8 穆婉婷;土耳其新植物基因库建成并使用[N];中国食品质量报;2010年
9 ;科学家看上拟南芥植物基因[N];中国环境报;2000年
10 记者 吴伟农;美把拟南芥列为植物基因研究重点[N];新华每日电讯;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯锋;黄单胞菌效应蛋白AvrAC调节植物先天免疫的分子机制[D];清华大学;2012年
2 张利达;植物基因相关SSR序列调控及位点多态性研究[D];上海交通大学;2010年
3 孟一君;植物小分子RNA序列及功能的研究[D];浙江大学;2011年
4 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
5 刘羽佳;拟南芥AtbHLH112基因调控植物抗逆机制的研究[D];东北林业大学;2013年
6 张晓辉;番茄中microRNA的功能和应用研究[D];华中农业大学;2010年
7 周玉亮;莲金属硫蛋白和热激蛋白基因在种子活力中的功能分析[D];中山大学;2011年
8 张红梅;铝胁迫下大豆差异基因表达及GmRNF12、GmFDR3基因功能分析[D];吉林大学;2011年
9 沈奇;油菜血红素加氧酶(Heme oxygenase,HO)基因的克隆以及BnHO1调节油菜对汞诱导的氧化胁迫反应[D];南京农业大学;2011年
10 陈桃;MAPK级联反应在共生信号传递中功能及作用机理的研究[D];华中农业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 阮龙飞;云南省元江干热河谷深色有隔内生真菌(DSE)的研究[D];云南大学;2010年
2 傅晓菲;植物双定位蛋白质序列的特征分析[D];福建农林大学;2013年
3 庞俊峰;红树科植物木榄和秋茄AP2/ERF和CaM基因的克隆研究[D];内蒙古农业大学;2010年
4 石冉;花鳞草属的系统发育研究[D];四川农业大学;2012年
5 程维舜;植物天冬酰胺合成酶基因的抗病性调控功能分析[D];浙江大学;2011年
6 武轲;玉米对SO_2胁迫的抗性反应及亚硫酸氧化酶基因ZmSO的初步分析[D];河南农业大学;2010年
7 李金璐;大兴安岭地区部分种DNA条形码研究[D];东北林业大学;2013年
8 蒋丽;植物LrgB同源基因调控程序性细胞死亡的初步研究[D];浙江大学;2012年
9 李钰莹;芒荻类植物资源遗传多样性ISSR和SSR分析[D];山西农业大学;2013年
10 王翡;rd29A驱动RdreBlBI基因转化‘红颊’草莓的研究[D];南京农业大学;2011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