收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

油菜素内酯调控黄瓜光合作用、抗逆性及农药代谢的生理与分子机理研究

夏晓剑  
【摘要】: 黄瓜是温室栽培的主要蔬菜作物之一,在生产和消费上占有重要地位。然而,黄瓜生长发育对环境条件的要求较高,低温、高温、盐害以及病虫害常导致产量和品质下降。近年来,病虫害频发所导致的农药超量使用又对食品安全和人类健康构成严重威胁。因此,研究作物的逆境响应机制,探索一条蔬菜抗性、产量及品质安全调控的新途径对于建立可持续农业具有重大意义。本文以具有不同BR水平的黄瓜(Cucumis sativus L.)为材料,研究了BR对低温、氧化胁迫和CMV侵染等逆境抗性的影响。从光合作用、激素代谢、ROS信号转导以及基因表达的角度阐明了BR调控作物抗逆性的机理,探讨了BR在缓解农药毒害以及调控农残降解中的作用。取得主要结果如下: 1.BR通过调控Rubisco羧化速率(Vc,max)、Rubisco初始活力以及RuBP再生速率(Jmax)引起CO2同化速率和叶绿体电子传递速率的变化。Rubisco编码基因rbcL、rbcS、rca和Calvin循环基因的表达与植株内源BR水平高度相关。RCA蛋白的亚细胞定位结果表明,BR通过促进Rubisco活化酶含量提高Rubisco的活化状态。因此,BR主要通过诱导光合基因的表达和相关酶活力调控光合作用和产量形成。 2.植株内源BR水平与低温、光氧化胁迫和黄瓜花叶病毒(CMV)侵染的抗性高度相关。BR诱导低温和氧化胁迫抗性与其调控细胞抗氧化系统有关,但BR诱导CMV抗病性与SA途径无关。BR能够调控RBOH、MAPK1、MAPK3等信号转导基因,WRKY、MYB、MYC等转录因子以及抗性相关基因。但是Brz处理后转录因子的表达也出现一定程度的上调。因此,BR对于作物抗逆反应具有直接的调控作用。 3.外源BR能够诱导叶肉细胞质外体H202的累积,而抑制BR合成则显著降低黄瓜叶片的H202含量。不同BR水平植株的NADPH氧化酶活力的变化趋势与H2O2含量相一致。NADPH氧化酶抑制剂(DPI)能阻断BR对ROS的诱导效果,从而推断BR主要通过激活NADPH氧化酶诱导ROS产生。DPI和H2O2清除剂(DMTU)能够抑制BR对基因表达、抗氧化酶活力和抗逆性的诱导。BR诱导的H2O2呈现周期性变化,并且抗性基因表达和抗逆性的变化与其体内H2O2含量紧密相关。这些结果表明,ROS介导了BR对植物广谱抗逆性的调控。 4.植株局部BR处理能提高非处理叶片对光氧化胁迫的系统抗性。这种抗性的提高与cAPX和MDAR等抗氧化基因表达的上调有关。BR处理能诱导维管组织H2O2的累积。利用DPI或DMTU对处理叶或系统叶进行预处理能抑制BR对系统叶H2O2累积,基因表达以及抗性的诱导作用。因此,H2O2可能介导系统信号的移动,并在BR诱导的系统抗性中发挥重要作用。 5.九种不同化学结构的农药除福星外在推荐剂量下对净光合速率(Pn)都有不同程度的抑制并以百草枯的效果最强。铜高尚主要通过抑制气孔开放降低Pn,百草枯主要通过破坏PSⅡ降低ΦPSⅡ,而精稳杀得和毒死蜱主要通过抑制PSⅡ的开放降低ΦPSⅡ,但是盖草能、科佳、一遍净和阿维菌素对ΦPSⅡ没有显著影响。外源BR处理后能缓解农药对Pn和ΦPSⅡ的抑制,这可能是BR提高Rubisco羧化效率和抗氧化能力的结果。 6.BR缓解农药对光合作用的抑制与其降低农药残留有关。BR能显著提高毒死蜱处理后谷胱甘肽S-转移酶(GST)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活力,并且提高农药氧化基因P450和运输载体基因MRP的表达,但GST表达显著低于非BR处理植株。BR促进农药代谢的效果具有广谱性,能够使氯氰菊酯、百菌清和多菌灵残留分别降低35%、50%和34%。因此,BR在促进农残降解改善食品安全性方面具有重要的应用推广价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李学春;许江燕;陶茂灿;刘永林;吴健;;姜黄素对人骨肉瘤细胞的生长抑制及对MAPK基因的调控作用研究[J];中华中医药学刊;2017年02期
2 张俊;杜宇;杨洪秋;何国慧;;黑色素瘤与MAPK信号通路[J];西南军医;2017年03期
3 王文聪;谢春毅;;丝裂原活化蛋白激酶MAPK信号通路与糖尿病心肌病关系的研究进展[J];当代医学;2016年14期
4 海峰;谢鑫;刘文俊;张林;陈士玉;张立德;;镇肝熄风汤对自发性高血压大鼠MAPK影响的研究[J];中华中医药学刊;2015年10期
5 丁玉芹;姜宏;汪存利;;丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)抑制剂对人精子活动力的影响[J];中国药理学通报;2011年02期
6 黄春香;;MAPK信号通路与乳腺癌的研究进展[J];中医学报;2010年01期
7 马跃文;柏广涛;张美侠;;纤维连接蛋白诱导人胚胎肺纤维细胞增殖的MAPK信号转导通路研究[J];中国医科大学学报;2009年05期
8 张智松;刘杰;杜小玲;段磊;张琚;石建党;;雌激素快速激活MAPK途径促进前列腺间质细胞的增殖[J];中国生物化学与分子生物学报;2008年02期
9 郭丽;段金秀;梁占训;郭曙光;李钢;曹致中;;杜氏盐藻MAPK基因cDNA的克隆及其进化分析[J];草业科学;2007年01期
10 赵海生;顾军;;MAPK信号转导通路与银屑病[J];中国皮肤性病学杂志;2007年03期
11 熊钰;李笑天;;细胞MAPK信号转导对滋养细胞功能的影响[J];国外医学(计划生育/生殖健康分册);2007年04期
12 李丹;李德新;崔家鹏;刘进;朱爱松;;脾阴虚证大鼠模型心脏组织MAPK信号转导与调控的研究[J];中华中医药学刊;2007年07期
13 陈松娥,彭峰林,邓树勋;MAPK信号转导与运动性心肌肥大[J];天津体育学院学报;2005年06期
14 李艳平,李新荣,高景燕,邓湘蕾;高糖诱导的MAPK激活对人肾小球系膜细胞的影响[J];南京医科大学学报(自然科学版);2005年01期
15 范永山,刘颖超,谷守芹,桂秀梅,董金皋;植物病原真菌的MAPK基因及其功能[J];微生物学报;2004年04期
16 邵乐平,曲虹;MAPK家族与糖尿病视网膜病变[J];临床眼科杂志;2003年05期
17 朱彤彤;杨磊;孙文秀;;辣椒疫霉MAPK基因家族的鉴定及生物信息学分析[J];生物技术;2018年05期
18 王殿东;李莹;李娟;谢丙炎;陈国华;;松材线虫mapk基因克隆及RNAi效应分析[J];植物病理学报;2016年05期
19 蔡东;陈丽静;孙少坤;程福星;张丽;李天来;;盐胁迫下卷丹百合MAPK基因的克隆和序列分析[J];分子植物育种;2016年09期
20 邹隆强;梁伟国;;MAPK信号传导通路在髓核细胞研究进展[J];中国矫形外科杂志;2012年21期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王德;黄欣;赵力澜;Bhatta Anil Kumar;Keyal Uma;赵敬军;;白念珠菌MAPK信号通路研究进展[A];2013中华中医药学会皮肤病分会第十次学术交流大会暨湖南省中西医结合皮肤性病第八次学术交流大会论文汇编[C];2013年
2 李玲;周珊珊;刘维屏;;MAPK信号转导通路与有机污染物引发神经退行性疾病发生关系的研究进展[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
3 赵文霞;张朝明;汤树生;孙雨;张婷;肖希龙;;MAPK信号通路在喹乙醇诱导HepG2细胞凋亡中的作用[A];中国毒理学会兽医毒理学与饲料毒理学学术讨论会暨兽医毒理专业委员会第4次全国代表大会会议论文集[C];2012年
4 谷令坤;宗晓娟;胡晓丽;李大鹏;李德全;;玉米促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)的功能研究[A];2005年全国植物逆境生理与分子生物学研讨会论文摘要汇编[C];2005年
5 沈国球;鲁功成;潘铁军;肖亚军;;bFGF对精原细胞MAPK途径信号转导的影响[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
6 郑文辉;赵旭;洪伟雄;王宗华;鲁国东;;全基因组分析禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌和轮枝镰刀菌中的MAPK级联信号途径基因[A];中国植物病理学会2009年学术年会论文集[C];2009年
7 吴迎;曾凡星;尚画雨;;不同强度有氧运动对心肌MAPK信号通路的影响[A];2013年中国生理学会运动生理学专业委员会年会暨“运动与健康”学术研讨会论文摘要汇编[C];2013年
8 吴涛;宗晓娟;谷令坤;李德全;;植物中的MAPK及其在信号传导中的作用[A];山东省植物生物学研究进展学术年会论文集[C];2006年
9 康烨;周凤艳;陈世国;强胜;;MAPK信号传导途径在链格孢菌致病机制中起关键作用[A];第十一届全国杂草科学大会论文摘要集[C];2013年
10 王浩;李典典;申永春;张雪;贾留群;文富强;;白杨素通过调节MAPK信号通路抑制香烟诱导的小鼠气道炎症[A];中国生理学会第24届全国会员代表大会暨生理学学术大会论文汇编[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏晓剑;油菜素内酯调控黄瓜光合作用、抗逆性及农药代谢的生理与分子机理研究[D];浙江大学;2009年
2 姜玉萍;氧化还原信号介导的表油菜素内酯对黄瓜光合作用的调控[D];浙江大学;2010年
3 王钢;水稻细胞质类受体激酶OsRLCK185介导几丁质激活MAPK抗病信号的机理研究[D];华东师范大学;2018年
4 王琛;棉花GhMKK6介导的MAPK级联信号通路生物学功能及调控机制研究[D];山东农业大学;2018年
5 宁丽峰;MAPK通路基因多态性与甲状腺乳头状癌关系的遗传流行病学研究[D];吉林大学;2016年
6 王新朝;青石棉诱导BEAS-2B细胞产生活性氧及EGF受体、MAPK级联激活的研究[D];郑州大学;2004年
7 张红梅;微环境对牙髓干细胞成牙能力的影响及MAPK信号分子机制调控的研究[D];第四军医大学;2010年
8 聂黎黎;MAPK在骨髓间充质干细胞信号转导机制中的作用[D];吉林大学;2013年
9 施海涛;补髓生血颗粒对慢性再生障碍性贫血患者信号转导MAPK通路及相关细胞因子的影响[D];黑龙江中医药大学;2010年
10 尚振川;MAPK在慢性粒细胞白血病信号转导中的作用及其作用机理研究[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱熙;马铃薯MAPK基因鉴定及抗旱相关MAPK功能基因筛选[D];甘肃农业大学;2016年
2 王晓川;MAPK信号通路介导的氧化损伤对晶状体上皮细胞水通道蛋白表达的影响[D];青岛大学;2015年
3 应荣;茭白黑粉菌cAMP及MAPK途径关键基因的克隆及表达分析[D];中国计量学院;2014年
4 徐维佳;黄芪甲苷通过MAPK信号通路对肾小管间质纤维化的作用及其机制研究[D];上海交通大学;2014年
5 于艳;MAPK信号转导途径在蜜蜂毒诱致的炎症与疼痛中的作用机制研究[D];大连医科大学;2007年
6 赵娟娟;MAPK途径在烟粉虱—双生病毒互作中的作用[D];浙江大学;2016年
7 刘阳;钙敏感受体调控MAPK途径参与癫痫大鼠心肌细胞凋亡[D];佳木斯大学;2015年
8 许小凡;基于MAPK信号通路研究大柴胡汤防治慢性胰腺炎的作用机制[D];陕西中医学院;2014年
9 李国鹏;MAPK在斑马鱼卵母细胞第一次减数分裂恢复过程中的生理功能[D];上海海洋大学;2011年
10 赵琦;小胶质细胞不同功能状态下MAPK信号通路变化及梓醇对其影响[D];大连医科大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员刘骁;谷胱甘肽可增强人体免疫力[N];科技日报;2003年
2 蔡德山;谷胱甘肽市场前景光明[N];中国医药报;2011年
3 特约撰稿 蔡德山;国产谷胱甘肽的美好时光[N];医药经济报;2011年
4 警官学院政治工作处 陈海锋;主动进行“光合作用”[N];人民武警报;2017年
5 本报记者 张晔;“无光”也能生长,光合作用不止一种[N];科技日报;2018年
6 王毅;“光合作用”失效:民营实体书店之殇[N];中国贸易报;2013年
7 记者 姚贞;光合作用将重新定位 已与数家企业进入实质谈判[N];中国新闻出版报;2011年
8 本报记者 丁磊;光合作用重组:传统书店转身电子出版商[N];21世纪经济报道;2011年
9 记者 董映璧;德科学家发现无氧光合作用新方式[N];科技日报;2007年
10 辛雨;人类与植物光合作用[N];陕西日报;2002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
  • 010-62982499
  • 010-62783978