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一氧化氮在磷酸盐调节拟南芥根系形态变化中的作用 | |
其他题名 | Involvement of nitric oxide (NO) in phosphate deficiency-mediated changes in root architecture in Arabidopsis thaliana |
刘若静 | |
学位类型 | 硕士 |
导师 | 张文浩 |
2008 | |
学位授予单位 | 中国科学院植物研究所 |
学位专业 | 细胞生物学 |
关键词 | 根系形态 磷 一氧化氮(NO) 一氧化氮合成酶(NOS) 硝酸还原酶(NR) 过氧化氢 |
摘要 | 磷缺乏已成为制约世界农业生产的重要因子。植物根系的大小和形态是决定植物吸收土壤磷能力的重要因素,而且根系的生长发育与磷素的分布及其有效性密切相关。关于磷酸盐调节植物根系生长研究已有很多报道,但其生理和分子机制仍不清楚。一氧化氮 (NO) 是一种重要的气体信号分子,参与调控植物的生长发育和对多种逆境胁迫的应答反应。本文选用拟南芥为实验材料,研究探讨了NO与缺磷诱导的拟南芥根系形态变化之间的关系,主要结果如下: 用正常磷水平 (1 mM) 和低磷水平 (1 µM) 处理拟南芥幼苗,发现低磷抑制主根伸长,刺激侧根发生。外源NO供体销普纳 (SNP) 也抑制主根、刺激侧根生长,与低磷诱导根系形态变化相似。NO清除剂c-PTIO和一氧化氮合成酶 (NOS)抑制剂L-NNA均可部分减缓由低磷引起的对主根生长的抑制和对侧根的刺激作用。暗示低磷诱导的拟南芥根系形态的变化可能与NO含量的降低有关。 利用NO荧光标记物DAF-FM和激光共聚焦显微成像技术,本研究发现缺磷6 h和24 h后根细胞内源NO含量显著增加,而且NOS 抑制剂能减少低磷诱导的根细胞NO含量的增加。与正常供磷处理相比,低磷处理6 h和24 h,拟南芥根中编码与NO合成相关的基因(AtNOA1)的表达量增加,缺磷24 h后根中NOS酶活性升高。为了明确低磷诱导的NO 增加是否与硝酸还原酶(NR)介导的NO合成有关,本论文进一步研究了低磷对拟南芥硝酸还原酶活性和编码NR基因 (AtNR1和AtNR2)表达的影响。研究发现低磷处理6 h和24 h后和AtNR1和AtNR2基因的表达均没有变化,且蛭石中生长的拟南芥缺磷1个月后NR活性也没有发生变化;拟南芥的NR双突变体nia1,nia2在低磷处理24 h后,其根中的内源NO含量表现出与野生型相同的增加。因此这些研究结果表明,缺磷后拟南芥根细胞NO的含量增加主要由于NOS的活性升高,而与NR介导的NO合成无关。 已有资料表明低磷诱导植物根细胞内源过氧化氢(H2O2)分布和含量的变化。本论文研究了低磷处理对用H2O2标记物CM-H2DCFDA标记不同磷处理下的拟南芥根中的H2O2。研究发现,缺磷6 h根中H2O2的分布无明显变化,缺磷24 h后H2O2呈斑块状分布,且多集中在根尖伸长区。缺磷24 h后,叶片中的抗氧化保护酶—超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性没有明显变化。说明缺磷24 h 后产生的H2O2没有引起氧化胁迫,而是作为一种信号分子,与NO相互作用共同介导低磷胁迫的应答反应。关于NO与H2O2在低磷诱导的根形态变化中的信号转导过程还有待进一步研究。 |
页数 | 47 |
语种 | 中文 |
文献类型 | 学位论文 |
条目标识符 | http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/14417 |
专题 | 中科院光生物学重点实验室 |
作者单位 | 中国科学院植物研究所 |
第一作者单位 | 中国科学院植物研究所 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘若静. 一氧化氮在磷酸盐调节拟南芥根系形态变化中的作用[D]. 中国科学院植物研究所,2008. |
条目包含的文件 | ||||||
文件名称/大小 | 文献类型 | 版本类型 | 开放类型 | 使用许可 | ||
2008020.pdf(1384KB) | 学位论文 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | 浏览 请求全文 |
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