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《重庆大学》 2010年
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热应激下拟南芥原生质体生长、发育的初步研究

廖嘉明  
【摘要】: 正确理解植物体对环境刺激的感受、响应及适应机理是人类合理栽培农作物、高效生产粮食等生活资源的重要基础。高温作为植物面临的主要逆境之一,研究植物感受高温刺激的生理响应及信号途径十分必要。大量研究证明,高温能够引起植物细胞钙信号波动以及细胞骨架解聚行为,但这种钙信号和细胞骨架的变化,究竟会对植物细胞的生长、发育带来怎样的影响?是帮助细胞抵御高温胁迫还是诱导细胞进入程序性死亡?本课题综合运用了植物生理学、药理学及植物组织培养工程的方法和手段,从单细胞水平研究热应激下拟南芥原生质体生长、发育的变化,完善了植物原生质体耐热性的评价方法。同时考察了钙信号和细胞骨架在热刺激导致的细胞变化中的作用,并探索拟南芥原生质体感受、传递热信号的机理。本课题主要取得了以下几方面的结果: ①拟南芥原生质体分离培养的最佳条件:选取生长27天左右的拟南芥上部幼嫩叶片,4°C低温预处理24h,28°C静置酶解14h,600r/min离心三次,每次10min,用Rinse稀释定容后以1%低凝固点琼脂糖配制的B5培养基作为包埋材料,细胞包埋密度为2×10~5个/mL,生长素为1.0mg/mL2,4-D,细胞分裂素为0.5mg/mLBA。在此条件下分离所得的原生质体产量平均值为2.91×10~6个·g-1,活力平均值为84.87%(图2.1-2.3)。包埋培养7天后,拟南芥原生质体存活率平均值为51.48%,分裂率平均值为11.48%(图2.5,2.6)。 ②施加外源钙预处理对拟南芥原生质体的生长、发育起着积极的作用,而施加钙抑制剂La3+,RR,异博定,和EGTA均能不同程度的抑制拟南芥原生质体的生长发育。具体表现在52°C热激10min后,外源钙预处理组细胞活性平均值为65.67%,而钙抑制剂组细胞活性均在15.00%以下(图3.1,3.2);37°C热激10min后,经过7天的包埋培养后观察,外源钙预处理组细胞存活率为68.92%,细胞壁再生率79.69%,分裂率为18.23%(图3.4-3.7),而钙抑制剂组细胞存活率均低于10.00%,细胞壁再生率低于30%,细胞不分裂。 ③同时施加微管骨架解聚剂(Oryzalin,Oy)和微丝骨架解聚剂(Cytochalasin D,CD)或单独施加Oy均能够促进热激后拟南芥游离态原生质体细胞的生长、发育。具体表现在52°C热激10min后,微管微丝共同解聚和微管解聚细胞能够将原生质体活性提高5倍左右(图4.1,4.2);37°C热激10min后,经过7天的包埋培养后观察,能够微管微丝同时解聚能够将原生质体存活率、细胞壁再生率以及细胞分裂率提高50%(图4.3-4.5)。而微丝骨架预解聚,对高温胁迫后拟南芥原生质体细胞的形态,生理活性及细胞的生长发育无明显影响。 ④对细胞同时施加钙通道抑制剂La~(3+)和细胞骨架解聚预处理,能够降低细胞骨架解聚对拟南芥原生质体生长、发育的积极作用。具体表现在破坏细胞形态,生理活性,以及细胞生长发育过程中细胞生理活性,细胞壁再生,细胞分裂的积极作用。52°C热激下,La+Oy+CD组游离态细胞活性平均值仅为16.67%,而Oy+CD组细胞活力为68.27%(图4.6);包埋培养7天后,La+Oy+CD组细胞存活率平均值为18.32%,细胞壁再生率为36.78%,细胞不发生分裂,而Oy+CD组细胞存活率平均值为72.92%,细胞壁再生率为78.97%,细胞分裂率为19.68%(图4.7,4.8)。 综上所述,钙信号波动和细胞骨架解聚对热应激下细胞生长、发育有着积极的影响,并且两者之间存在某种内部联系,它们可能相互作用,共同参与植物细胞对热信号传递与响应。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q945

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【参考文献】
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