空間環(huán)境對(duì)擬南芥DNA損傷不同修復(fù)基因表達(dá)的影響.pdf

1、空間環(huán)境中，微重力和空間輻射是引起生物學(xué)效應(yīng)的兩種最重要的脅迫因素。為探究植物重力響應(yīng)機(jī)制對(duì)空間環(huán)境誘導(dǎo)DNA損傷修復(fù)的影響，本研究利用實(shí)踐十號(hào)返回式衛(wèi)星對(duì)不同重力響應(yīng)的擬南芥種子進(jìn)行為期303小時(shí)的搭載。返回后，進(jìn)行了420天的地面保存。然后，分別從表型、生理和分子層面，研究植物重力響應(yīng)機(jī)制中重力感受和重力信號(hào)傳遞對(duì)擬南芥在幼苗期和營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)渡生殖生長(zhǎng)期（以下簡(jiǎn)稱(chēng)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)渡期）對(duì)空間環(huán)境誘導(dǎo)的DNA損傷修復(fù)基因表達(dá)的影響。
　

2、　本研究以野生型及pin2、pgm-1重力響應(yīng)機(jī)制缺陷的突變體（以下簡(jiǎn)稱(chēng)突變體）擬南芥種子為研究材料。經(jīng)歷飛行并保存的實(shí)驗(yàn)材料與地面對(duì)照均在人工氣候室培養(yǎng)。在幼苗期（培養(yǎng)7天）測(cè)定種子活力、主根根長(zhǎng)和根尖偏轉(zhuǎn)角;在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)渡期（培養(yǎng)28天，抽薹前）測(cè)定生物量和Fv/Fm;并在幼苗期及營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)渡期測(cè)定非末端同源連接、同源重組、堿基切除和核苷酸切除修復(fù)通路關(guān)鍵修復(fù)基因（分別是Ku70、RAD51、OGG1、XPD）的表達(dá)變化情況。

3、>　　結(jié)果表明，空間飛行后三種擬南芥的發(fā)芽勢(shì)、根尖偏轉(zhuǎn)角無(wú)明顯變化，而根長(zhǎng)受到抑制;pgm-1突變體發(fā)芽率及pin2突變體生物量、Fv/Fm顯著升高。分子檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，空間飛行組幼苗期野生型擬南芥中XPD表達(dá)顯著上調(diào)，pin2突變體中Rad51、OGG1、XPD表達(dá)顯著上調(diào)，pgm-1突變體中Ku70和OGG1表達(dá)顯著上調(diào);營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)渡期，空間飛行組野生型中四種修復(fù)分子無(wú)顯著變化，pin2突變體Rad51、OGG1、XPD表達(dá)仍顯著上調(diào)，而

4、pgm-1突變體中Rad51表達(dá)顯著上調(diào)。
　　綜上，空間飛行后的擬南芥種子返回后存放420天，空間脅迫仍然存在，主要表現(xiàn)在根長(zhǎng)變短。這種脅迫效應(yīng)在重力信號(hào)傳遞突變體中影響更明顯。推測(cè)這種突變可能增加了對(duì)空間環(huán)境的敏感性。另外發(fā)現(xiàn)，在不同發(fā)育階段，空間環(huán)境誘導(dǎo)DNA損傷修復(fù)基因表達(dá)程度不同。重力信號(hào)傳遞基因pin2突變，影響了HR、BER、NER修復(fù)基因從苗期到營(yíng)養(yǎng)期的持續(xù)表達(dá)，而重力感受基因pgm-1突變，在苗期影響了NHEJ、