收藏本站
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。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20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
11 张问;李永春;张艳霞;凌娜;孟凡荣;;植物甲基结合蛋白(MBD)[J];植物生理学通讯;2009年07期
12 Susan Gibson ,Chris Somerville ,翟桢;分离植物基因[J];生物技术通报;1994年02期
13 李红梅;王林;陈娟;;植物基因工程的应用与展望[J];玉溪师范学院学报;2006年12期
14 杨学;刘丽艳;关凤芝;李柱刚;吴广文;王珣;路颖;陈浩;;基因表达系列分析技术在植物基因表达中的研究进展[J];中国麻业科学;2009年04期
15 柴勇;;植物基因工具包的研究[J];生物技术通报;1987年09期
16 俞志华;植物基因克隆技术及其发展[J];世界农业;2000年02期
17 邹礼平;陈锦华;;植物基因的化学诱导表达系统研究进展[J];孝感学院学报;2006年06期
18 Tefrey L.Fox ,丁勇;植物分子生物学开始迅速发展[J];中国生物工程杂志;1982年01期
19 孙国凤;;使用花粉开发植物基因重组技术[J];生物技术通报;1991年08期
20 刘经纬;;在我国建立植物基因工程风险金制度的研究[J];黑龙江科技信息;2004年01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
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
 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