增強UV-B輻射對小麥幼苗細胞周期中肌動蛋白的影響.pdf

1、大氣臭氧層變薄導致達到地面的UV-B輻射增強，增強的UV-B輻射對植物的生長發(fā)育、生理生化過程以及整個地球生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的影響。小麥作為世界上總產(chǎn)量第二的糧食作物，研究其對增強UV-B輻射的響應機制具有重要的意義。
　　 本研究以“ML7113”品種小麥為研究對象，采用增強UV-B輻射(輻射劑量為10.08KJ·m-2·d-1)處理小麥，以特異性異硫氰酸熒光素標記的鬼筆環(huán)肽(A-t-G)和4’，6-二脒基-2-苯基吲哚(DA

2、PI)為探針，利用蔗糖密度梯度離心、流式細胞術(shù)、激光共聚焦顯微鏡等技術(shù)，分別從細胞間期及細胞分裂期兩個層面，研究了小麥幼苗體細胞中肌動蛋白纖維(F-actin)骨架與染色質(zhì)(體)之間的分布格局與變化，以揭示肌動蛋白纖維在小麥體細胞周期中分布與作用，進而探究增強UV-B輻射造成的小麥“分束分裂”細胞中肌動蛋白纖維的作用機制，為進一步完善細胞分裂的生物學機制、闡明細胞的抗性機理等提供一定的實驗依據(jù)。主要的研究結(jié)果如下：
　　 1.經(jīng)

3、SDS-PAGE電泳、Western-blot技術(shù)及Bradford法檢測分析小麥幼苗中肌動蛋白的含量，結(jié)果表明，增強UV-B輻射處理后，小麥幼苗中肌動蛋白的含量減少。
　　 2.采用蔗糖密度梯度離心技術(shù)分離得到大量純凈的小麥葉肉細胞核，經(jīng)流式細胞術(shù)及激光共聚焦掃描技術(shù)檢測證明，小麥幼苗細胞核中存在纖維狀的肌動蛋白(F-actin)，且經(jīng)增強UV-B輻射后，小麥葉肉細胞核內(nèi)F-actin含量升高。
　　 3.通過正交試驗

4、，得到酶解分離小麥幼苗葉片原生質(zhì)體的最佳條件：纖維素酶濃度為1.4％、果膠酶濃度0.15％、酶解時間3.5h、酶解溫度23℃、料液比為1:10。經(jīng)FDA檢測，酶解10h后的原生質(zhì)體活力依然很高。
　　 4.通過激光共聚焦掃描顯微鏡觀察，增強UV-B輻射處理的小麥幼苗葉肉細胞原生質(zhì)體存在大量變形現(xiàn)象，其內(nèi)細胞核結(jié)構(gòu)散亂不完整，細胞中內(nèi)容物增多，染色體凝集較差，細胞內(nèi)F-actin斷裂現(xiàn)象嚴重。
　　 5.對小麥幼苗根尖伸長

5、區(qū)的研究表明，增強UV-B輻射處理后，伸長區(qū)細胞內(nèi)核仁不明顯，且F-actin出現(xiàn)嚴重的斷裂現(xiàn)象。
　　 6.通過對小麥根尖分生區(qū)細胞周期中染色體與F-actin的進一步研究，以染色體的形態(tài)發(fā)展變化及染色體運動情況為標準，我們將目前已知的細胞分裂周期進一步細化成10個階段，分別為：間期前期、間期后期、分裂前期的前期、分裂前期的后期、分裂中期、分裂后期前期、分裂后期中期、分裂后期后期、分裂末期前期、分裂末期后期。
　　 7

6、.研究得到小麥根尖分生區(qū)細胞在分裂期中F-actin與染色體關(guān)系的模式圖，初步闡明了F-actin在小麥根尖分生區(qū)各個時期中的分布及其與染色體之間的相互關(guān)系。即：間期細胞中F-actin纖維較長，平行分布于細胞質(zhì)中，且細胞核周圍存在“微絲環(huán)”。細胞進入分裂期后，隨著核膜破裂，細胞中的F-actin斷裂成均勻的片段，此時染色體填滿整個細胞。進入分裂中、后期，F(xiàn)-actin片段緊緊圍繞在染色體周圍，并在細胞的“極部”聚集。此時出現(xiàn)“微絲缺失

7、帶”。隨后細胞中的F-actin向“微絲缺失帶”聚集，出現(xiàn)“微絲重現(xiàn)帶”。細胞進入末期后，“微絲重現(xiàn)帶”變寬，細胞“極部”F-actin消失，細胞核開始出現(xiàn)。細胞進入末期后，F(xiàn)-actin重新聚集成絲狀，平行分布于細胞質(zhì)中，細胞重新進入間期。
　　 8.小麥根尖細胞周期中存在著“微絲缺失帶”和“微絲重現(xiàn)帶”，對二者出現(xiàn)的位置進行分析后，推測它們與細胞板的形成有關(guān)。
　　 9.增強UV-B輻射處理后的小麥根尖分生區(qū)間期細胞