鹽脅迫下乙烯調(diào)控擬南芥種子萌發(fā)的作用機(jī)制.pdf

1、U n i v e r s i t y C o d e ：1 0 2 2 5 R e g i s t e r C o d e ：B 1 4 0 4 3 D i s s e r t a t i o n f o r t h e D e g r e e o f D o c t o r M e c h a n i s m s f o r e t h y l e n e r e g u l a t e s s e e d g e r m i n

2、a t i o n u n d e r s a l i n i t y i n A r a b i d o p s i s t h a l i a n a C a n d i d a t e ： S u p e r v i s o r ： A s s o c i a t e S u p e r v i s o r ： A c a d e m i c D e g r e e A p p l i e d f o r ： S p e c i

3、a l i t y ： D a t e o f 0 r a l E x a m i n a t i o n ： U n i v e r s i t y ： L i n Y i n g c h a o P r o f ．Z u Y u a n g a n g A ．P ．T a n g Z h o n g h u a D o c t o r o f P h i l o s o p h y B o t a n y J u n e ，2 0

4、1 4 N o r t h e a s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y摘要途徑或增強(qiáng)的乙烯反應(yīng)能夠保證鹽脅迫下種子內(nèi)源N O 正常合成：外源N O 合成供體則具有促進(jìn)鹽脅迫下乙烯生物合成、提高乙烯反應(yīng)的功能。由此可見，在鹽脅迫下擬南芥種子中，二者形成一個相互作用的網(wǎng)絡(luò)，彼此促進(jìn)對方的生物合成，保證其發(fā)揮各自生物功能，共同參與調(diào)控萌發(fā)過程。4 ．鹽脅迫下擬南芥吸脹種子中乙烯、N O 與H 2 0

5、 2 的關(guān)系。本研究選用H 2 0 2 預(yù)處理培養(yǎng)基模擬吸脹種子受到的氧化脅迫，結(jié)果表明，外源施加A C C 可以極大的提高氧化脅迫下擬南芥種子的萌發(fā)能力，而S N P 則只能較低程度的增加并且其功能發(fā)揮依賴于乙烯信號途徑。另外，外源施加A C C 可以顯著降低C 0 1 ．0 吸脹種子中內(nèi)源H 2 0 2 含量，但對于e i n 2 —5 則沒有效果。以上結(jié)果說明，完整的乙烯信號傳導(dǎo)途徑或者增強(qiáng)的乙烯反應(yīng)對于保持細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡狀態(tài)

6、至關(guān)重要。野生型吸脹種子中編碼超氧化物歧化酶( S O D ) 、過氧化氫酶( C A l ’) 和過氧化物酶( P O D ) 雕J 基因表達(dá)受鹽脅迫誘導(dǎo)有不同程度的提高，相反，在乙烯不敏感型突變體e i n 2 ．5 中其表達(dá)量卻未發(fā)牛顯著變化?？寡趸赶到y(tǒng)主要成員S O D 、C A T 和P O D 酶的活性受鹽脅迫的誘導(dǎo)也發(fā)生改變，但總體來講野生型較e i n 2 —5 種子中三種酶活性更穩(wěn)定，說明野生型種子細(xì)胞氧化還原的狀態(tài)

7、更穩(wěn)固。以，卜結(jié)果凸顯了乙烯信號對于細(xì)胞內(nèi)氧化平衡狀態(tài)維持的重要性，本研究猜測這是乙烯正調(diào)控鹽脅迫以及氧化脅迫下擬南芥種子萌發(fā)的內(nèi)在機(jī)制之一。5 ．乙烯信號對吸脹種子胚根分生區(qū)細(xì)胞凋亡與油脂代謝的影響。乙烯組成型反應(yīng)突變體c t r l —J 胚根在鹽脅迫下表現(xiàn)出較強(qiáng)抗性，克服了脅迫對伸長生長誘發(fā)的抑制，其胚根分生區(qū)細(xì)胞橫向生長、體積變小，數(shù)目增加，排列緊密。同時，分析胚根伸長區(qū)細(xì)胞凋亡進(jìn)程與油脂代謝發(fā)現(xiàn)，乙烯不敏感型突變體e i n

8、2 —5 中油脂分解過程受阻，油體數(shù)目比野生型減少但體積增大，并且其胚根外皮層細(xì)胞發(fā)生大面積細(xì)胞凋亡。相反，突變體c t r l —J 『種子中增強(qiáng)的乙烯信號反應(yīng)保證細(xì)胞油脂代謝活動進(jìn)行，細(xì)胞內(nèi)油體體積變小數(shù)目增加，為胚根伸長生長等萌發(fā)活動提供能量，降低凋亡細(xì)胞的可能，減少種子壞死的發(fā)生，維持細(xì)胞正?；盍ΓＷC逆境條件下種子順利萌發(fā)。因此，本研究即認(rèn)為乙烯信號參與調(diào)控鹽脅迫下吸脹種子中細(xì)胞凋亡與油脂代謝的進(jìn)程，并最終決定了擬南芥種子的萌