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《植物半胱氨酸氧化酶和硫化氫在擬南芥低氧脅迫應(yīng)答反應(yīng)中的功能及其機(jī)制研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)：密級(jí)：研究生學(xué)位論文植物半胱氨酸氧化酶和硫化氫在擬南芥低氧論文題目（中文）脅迫應(yīng)答反應(yīng)中的功能及其機(jī)制研究Thefunctionsandtheirmechanismsofplant論文題目（外文）cysteineoxidasesandhydrogensulfideinresponsetolowoxygenstressinArabidopsis研究生姓名周莉娜學(xué)科、專業(yè)生物學(xué)·細(xì)胞生物學(xué)研究方向植物細(xì)胞逆境生理學(xué)位級(jí)別博士導(dǎo)師姓名、職稱王崇英教授論文工作起止年月2014年09月至2018年04月論文提交日期2018年04月論文答
2、辯日期2018年05月學(xué)位授予日期2018年06月校址：甘肅省蘭州市植物半胱氨酸氧化酶和硫化氫在擬南芥低氧脅迫應(yīng)答反應(yīng)中的功能及其機(jī)制研究中文摘要在動(dòng)植物細(xì)胞中，氧依賴的N末端規(guī)則（N-endrule）信號(hào)通路介導(dǎo)的N末端半胱氨酸殘基的氧化決定某些特異蛋白的穩(wěn)定性。近期發(fā)現(xiàn)，植物半胱氨酸氧化酶PCOs（plantcysteineoxidases）以O(shè)2為輔基參與氧化乙烯應(yīng)答轉(zhuǎn)錄因子第七家族ERFVII（ethyleneresponsetranscriptionfactorVII）成員的N末端半胱氨酸殘基，從而調(diào)控它們?cè)谥参锛?xì)胞中的穩(wěn)定
3、性。該家族蛋白成員在低氧條件下處于穩(wěn)定狀態(tài)，故而能夠激活植物細(xì)胞內(nèi)低氧分子應(yīng)答反應(yīng)信號(hào)通路，而在常氧條件下，該蛋白發(fā)生降解，低氧應(yīng)答信號(hào)被抑制。在擬南芥中，PCO家族主要由5個(gè)成員構(gòu)成，PCO1和PCO2作為氧感知器參與感知植物細(xì)胞內(nèi)氧濃度變化，然而，PCO3、PCO4和PCO5的功能目前尚不清楚。另外，氣體信號(hào)分子H2S（hydrogensulfide）在動(dòng)物中作為氧感知器參與調(diào)控由低氧誘導(dǎo)引發(fā)的相關(guān)疾病。但是，H2S在植物低氧應(yīng)答信號(hào)中的作用機(jī)制目前仍不完全清楚。本研究以擬南芥野生型Col-0以及PCOs相關(guān)的T-DNA插入突變體
4、為材料，通過形態(tài)學(xué)比較、生理生化檢測(cè)、生物信息學(xué)分析、實(shí)時(shí)定量qRT-PCR和基因工程等實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段從生理生化、細(xì)胞和分子水平研究了PCOs和H2S在擬南芥氧感知和應(yīng)答低氧脅迫過程中的分子作用機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：1.通過統(tǒng)計(jì)擬南芥野生型與PCOs相關(guān)突變體之間的種子萌發(fā)率和種子萌發(fā)速率發(fā)現(xiàn)，pco1pco2、pco4pco5和pco1pco2pco4pco5的種子萌發(fā)速率明顯低于野生型和PCOs相關(guān)的單突變體，且pco1pco2pco4pco5的種子萌發(fā)率只有45%，約為野生型種子萌發(fā)率的一半。2.通過觀察統(tǒng)計(jì)野生型與PCOs突變
5、體在正常生長(zhǎng)條件下的植株表型、根長(zhǎng)、蓮座葉數(shù)量及葉面積發(fā)現(xiàn)，pco1pco2、pco4pco5和pco1pco2pco4pco5的初生根長(zhǎng)度顯著小于PCOs單突變體和野生型的根長(zhǎng)。此外，它們的蓮座葉數(shù)量減少，葉片變小，尤其是pco1pco2pco4pco5生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，蓮座葉數(shù)量不及野生型葉片數(shù)的50%，葉面積只有野生型葉片的三分之一大小，而且花粉出現(xiàn)敗育。PCOs單突變體表型與野生型無明顯差異，表明PCOs成員之間可能存在功能冗余。I3.對(duì)不同植物物種間的PCOs進(jìn)行進(jìn)化樹分析，根據(jù)氨基酸序列以及PCOs在轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程中蛋白成員之間
6、的相關(guān)性，將PCOs分為兩個(gè)亞類：一類為低氧誘導(dǎo)表達(dá)的PCO1和PCO2（cladeI），另一類為非低氧誘導(dǎo)表達(dá)的PCO3、PCO4和PCO5（cladeII）。4.將構(gòu)建的35S::PCO3-GFP、35S::PCO4-GFP、35S::PCO5-GFP表達(dá)載體利用AGROBEST技術(shù)手段轉(zhuǎn)入擬南芥幼苗，通過激光共聚焦觀察發(fā)現(xiàn)，PCO4與PCO5主要定位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)，這與PCO1和PCO2的亞細(xì)胞定位結(jié)果相一致，而PCO3只定位于細(xì)胞質(zhì)中。5.在低氧處理后，GUS組織化學(xué)染色結(jié)果顯示，PCO3與PCO4在擬南芥中屬于組成型表達(dá)
7、，而低氧脅迫能夠誘導(dǎo)PCO3主要在根伸長(zhǎng)區(qū)表達(dá)，PCO4主要在植物葉片和根原基處大量表達(dá)。6.qRT-PCR檢測(cè)分析結(jié)果顯示，PCOs相關(guān)缺失突變體在常氧條件下能夠誘導(dǎo)低氧應(yīng)答關(guān)鍵基因的組成性表達(dá)，而且在N-endrule相關(guān)突變體prt6和ate1ate2中同樣能夠誘導(dǎo)低氧標(biāo)志基因表達(dá)量上調(diào)，表明在擬南芥中，PCOs中的cladeII也參與調(diào)控低氧應(yīng)答反應(yīng)，暗示出cladeI和cladeII都能夠調(diào)控植物中N-endrule介導(dǎo)的氧感知機(jī)制信號(hào)途徑。7.Evansblue與DAB染色顯示，擬南芥野生型經(jīng)外源H2S預(yù)處理后，水淹低氧處
8、理3天的擬南芥葉片只有少部分被染為藍(lán)色（Evansblue），且DAB染色也較H2S非預(yù)處理組淺。此外，通過檢測(cè)植物的抗氧化能力發(fā)現(xiàn)，外源H2S預(yù)處理對(duì)SOD（superoxidedismutase）活性無顯著性影響，但
