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拟南芥血红蛋白的生物学功能研究

杨礼香  
【摘要】:血红蛋白存在于整个生物界。植物中的血红蛋白至少有三类:共生的血红蛋白,非共生的血红蛋白,截短的(truncated)(2-on-2)血红蛋白。共生的血红蛋白主要存在于豆类和非豆类植物的固氮根瘤菌感染的细胞中。非共生的血红蛋白比共生的血红蛋白分布更广泛,不仅存在于含有共生血红蛋白的植物中,而且也存在于其他的植物中。非共生的血红蛋白可以分为两类,其中一类——血红蛋白2(class 2)具有和共生的血红蛋白相似的氧结合特性;另一类——血红蛋白1(class 1)的氧结合特性完全不同于共生的血红蛋白,表达受低氧胁迫和过量氮营养的诱导,因此也称之为压力诱导的血红蛋白(Dordas et al.,2003)。血红蛋白1几乎存在于整个植物界,据推测它可能是共生血红蛋白的进化祖先,因此血红蛋白1在植物的代谢中可能起着非常重要的作用。但迄今为止,血红蛋白1的确切功能还不清楚。 本研究的目的是探索拟南芥血红蛋白1(AtGLB1)的功能。将AtGLB1基因超表达和利用RNAi技术抑制AtGLB1基因的表达,得到不同AtGLB1表达水平的拟南芥株系。通过Northern分析,在纯合的转基因拟南芥中挑选AtGLB1蛋白表达量大的株系(D1)以及表达量小的株系(R11),进行了后续的研究。研究的主要结果如下: 1.低氧胁迫处理后,三个株系(WT,D1,R11)中的H_2O_2含量和乙醇脱氢酶(ADH)的活性都增加了。但是,三个株系的增加的幅度不一样。其中超表达AtGLB1的株系(D1)中积累的H_2O_2相对较少,对低氧胁迫的抗性增强。而RNAi株系(R11)中积累的H_2O_2相对较多,对低氧胁迫更敏感。在低氧胁迫中拟南芥


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