乙烯和ABA经过诱导H2O2和NO产生介导D-葡萄糖诱导气孔关闭

论文摘要

作为信号分子,糖在调节植物代谢、发育和生理过程中起中心作用。保卫细胞围成的气孔控制植物气体交换和蒸腾作用。多种外界信号如光、二氧化碳和植物激素如乙烯、脱落酸（ABA）均调节气孔运动。大约100年以前,已有人提出糖可能影响气孔运动。一些研究显示,由葡萄糖和果糖组成的蔗糖调节了保卫细胞渗透状态,因而促进了气孔开放。于此相反,由于胞外渗透效应,保卫细胞非质体中积累的蔗糖促进气孔关闭。D-葡萄糖（D-glucose）亦可作为信号分子起作用引起气孔关闭。在此过程中,一种存在于细胞质中的激酶己糖激酶（HXK）作为一种D-glucose感受器起作用。另外,活性氧过氧化氢（H202）、一氧化氮（NO）、Ca2+和水通道也参与D-glucose诱导气孔关闭。然而,糖在调节气孔运动中的作用和可能机制尚未充分阐明。本文以拟南芥（Arabidopsisthaliana）野生型（WT）和多种相关突变体为材料,借助气孔试验和荧光显微镜技术,研究了乙烯、ABA、H2O2和NO在D-glucose诱导气孔关闭中的作用及其关系。所得结果主要如下:1、D-glucose诱导WT气孔关闭,该效应在乙烯合成抑制剂氨基氧乙酸（AOA）和乙烯受体抑制剂AgN03处理WT、乙烯合成突变体acs5-1、acs6-1、acs5-1/6-1和乙烯受体突变体etr1-1、etr1-3、ein4、ran1-1、ran1-2中未显现。这些结果显示,乙烯参与D-glucose诱导气孔关闭。2、D-glucose关闭WT气孔,但不关闭ABA合成抑制剂氟啶酮（FLU）处理的WT、ABA 合成突变体nced3、nced5、nced3nced5、aba2-4、aba3-1和 ABA 受体突变体pyrlpyllpyl2pyl4的气孔,显示ABA参与D-glucose诱导气孔关闭。3、D-glucose诱导WT保卫细胞H202、NO产生,这些效应在乙烯合成、乙烯受体突变体 acs5-1、acs6-1、acs-1/6-1、et1、etr1-1、ein4、ran1-1和ran1-2中未出现。H202和NO供体硝普钠（SNP）逆转D-glucose不关闭acs5-1、acs6-1、acs5-1/6-1、etr1-3、ein4、ran1-1和ran1-2气孔的效应。这些结果显示,乙烯通过诱导H2O2和NO产生参与D-glucose诱导气孔关闭。4、D-glucose诱导WT保卫细胞H202、NO产生,这些效应在ABA合成和受体突变体nced3nced5、aba2-4、aba3-1 和pyr1pyl1pyl2pyl4中也被抑制。H2O2 和 SNP 逆转 D-glucose 不关闭nced3、nced5、nced3nced5、aba2-4、aba3-1和pyr1pyl1pyl2pyl4气孔的效应。这些结果表明ABA通过诱导H202和NO产生参与D-glucose诱导气孔关闭。5、ABA关闭乙烯合成、乙烯受体突变体acs5-1、acs6-1、acs5-1/6-1、etr1-1、etr1-3、ein4、ranl-1和ran1-2的气孔,但乙烯前体1-氨基-环丙烷-1-羧酸（ACC）不关闭 ABA 合成或 ABA 受体突变体nced3、nced5、nced3nced5、aba2-4、ab和pyr1pyl1pyl2pyl4的气孔,显示乙烯经过诱导ABA合成介导D-glucose诱导气孔关闭。上述结果表明,D-glucose诱导的乙烯产生刺激了 ABA合成,因而诱导H2O2、NO产生,最终使气孔关闭。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要缩略语词汇表
• 第1章 文献综述
•   1.1 D-葡萄糖（D-glucose）的作用
•     1.1.1 研究概述
•     1.1.2 D-glucose信号转导系统
•     1.1.3 D-glucose在生长发育中的研究
•     1.1.4 D-glucose调控气孔运动的现状
•   1.2 乙烯研究进展
•     1.2.1 乙烯的生物合成途径
•     1.2.2 乙烯合成途径关键酶
•     1.2.3 乙烯信号转导途径
•     1.2.4 乙烯在植物气孔中的作用
•   1.3 ABA研究进展
•     1.3.1 ABA生物合成
•     1.3.2 ABA受体
•     1.3.3 ABA信号转导途径
•     1.3.4 ABA在植物气孔中的作用
• 2O₂）与气孔运动'>  1.4 过氧化氢（H₂O₂）与气孔运动
• 2O₂的产生和清除'>    1.4.1 H₂O₂的产生和清除
• 2O₂在植物胁迫中的作用'>    1.4.2 H₂O₂在植物胁迫中的作用
• 2O₂在气孔运动中的作用'>    1.4.3 H₂O₂在气孔运动中的作用
•   1.5 一氧化氮（NO）与气孔运动
•     1.5.1 NO的产生
•     1.5.2 NO产生的调控
•     1.5.3 NO在气孔运动中的作用
•   1.6 选题依据和意义
• 第2章 材料与方法
•   2.1 实验材料、试剂及相应仪器
•     2.1.1 植物材料
•     2.1.2 主要实验试剂及仪器
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 实验材料的培养
•     2.2.2 气孔实验
• 2O₂和NO的检测'>    2.2.3 H₂O₂和NO的检测
• 第3章 实验结果
•   3.1 乙烯参与D-glucose诱导气孔关闭
•   3.2 ABA参与D-glucose诱导气孔关闭
• 2O₂和NO的关系'>  3.3 D-glucose诱导气孔关闭中乙烯与H₂O₂和NO的关系
• 2O₂的关系'>    3.3.1 与H₂O₂的关系
•     3.3.2 与NO的关系
• 2O₂和NO的关系'>  3.4 D-glucose诱导气孔关闭中ABA与H₂O₂和NO的关系
• 2O₂的关系'>    3.4.1 与H₂O₂的关系
•     3.4.2 ABA和NO的关系
•   3.5 D-glucose诱导气孔关闭中乙烯与ABA的关系
• 第4章 讨论
•   4.1 乙烯参与D-glucose诱导气孔关闭
•   4.2 ABA参与D-glucose诱导气孔关闭
• 2O₂和NO的产生参与D-glucose诱导的气孔关闭'>  4.3 乙烯与ABA通过诱导H₂O₂和NO的产生参与D-glucose诱导的气孔关闭
•   4.4 D-glucose诱导气孔关闭过程中乙烯与ABA的关系
• 第5章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 高莹

导师: 佘小平

关键词: 葡萄糖,乙烯,脱落酸,过氧化氢,一氧化氮,气孔关闭

来源: 陕西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 陕西师范大学

分类号: Q945

DOI: 10.27292/d.cnki.gsxfu.2019.001477

总页数: 74

文件大小: 5568K

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