论文题目: 植物质膜NADPH氧化酶参与ABA和镍离子诱导的活性氧积累
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物化学与分子生物学
作者: 郝福顺
导师: 陈珈
关键词: 氧化酶,活性氧
文献来源: 中国农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 活性氧（ROS）能够对植物产生毒害作用,但它们作为第二信使在植物信号转导中起重要作用。植物质膜NADPH氧化酶以NADPH为电子供体、胞外O2为电子受体,催化生成O2?近年来的证据表明,NADPH氧化酶参与了植物对生物和非生物胁迫的应答反应。 ABA在植物应答干旱、盐和冷等胁迫反应中起重要作用。最近的研究表明,在拟南芥保卫细胞中,NADPH氧化酶参与了ABA诱导的气孔关闭。ABA信号在除保卫细胞的其它细胞中也普遍存在,但在这些细胞中,ABA是否能够快速诱导ROS产生,该ROS的来源是什么都不清楚。我们以烟草BY-2悬浮细胞为材料,研究了ABA对H2O2产生的效应,结果表明,ABA能够显著诱导H2O2的快速产生,并且H2O2是O2?通过超氧化物歧化酶（SOD）的歧化作用产生的。进一步研究发现,ABA能够显著升高质膜NADPH氧化酶的活性,而且ABA诱导H2O2和NADPH氧化酶活性增加的效应能够被两个常用的NADPH氧化酶抑制剂碘二苯（DPI）和咪唑显著抑制,这些结果说明,质膜NADPH氧化酶在悬浮细胞ABA诱导的H2O2快速产生中起重要作用。另外,我们通过转基因,得到了过表达烟草NADPH氧化酶基因NtrbohD的悬浮细胞系,并利用RT-PCR和western blot分析了ABA对NtrbohD表达的影响,结果显示,ABA明显促进了NtrbohD的表达,这些结果表明,NtrbohD参与了烟草悬浮细胞ABA诱导的ROS快速积累。 重金属镍是植物必需的微量元素。然而高浓度的镍对植物产生毒害,已有报道指出,镍离子能够明显增加植物膜脂的过氧化水平,但镍诱导产生ROS的机制尚未见报道。我们以小麦根为材料,研究了质膜NADPH氧化酶在镍导致的氧化胁迫中的作用。结果显示,镍不仅显著增加了膜脂过氧化水平和H2O2含量,而且显著增加了O2?的产生速率和质膜NADPH氧化酶的活性,所有这些现象均能够被NADPH氧化酶抑制剂DPI、咪唑和吡啶显著抑制。而且,镍导致ROS增加以及抑制剂对这些参数抑制的规律与镍和抑制剂对质膜NADPH氧化酶活性影响的规律类似,这些结果证明,镍诱导产生的ROS导致了膜脂过氧化,而这些ROS主要来自质膜NADPH氧化酶。试验还表明,Ca2+可能参与镍诱导的ROS积累,而且,在镍胁迫下,质膜NADPH氧化酶具有激活抗氧化酶类如SOD、CAT和GR等的功能。 NADPH氧化酶活性调节是NADPH氧化酶研究的重要内容之一。报道表明,拟南芥钙依赖蛋白激酶1（AK1）参与了NADPH氧化酶的活性调节。但具体的机制不清楚。我们以拟南芥为材料,用酵母双杂交的方法研究了AK1与NADPH氧化酶AtrbohD及AtrbohF N端和C端胞质区的相互作用,发现AK1与AtrbohD及AtrbohF N端和C端胞质区不直接发生相互作用。另外,我们获得了AK1转基因、突变体及野生型植株,分析了它们在自然情况、在ABA、盐及镍离子存在下的表型,但没有观察到这些植株在表型上有显著差异;NBT染色没有发现它们的叶片在O2?产生方面存在显著差异。用ABA处理突变体和野生型植株后,测定质膜NADPH氧化酶活性也未发现这两者之间存在明显差异,这些数据说明,AK1可能不直接参与NADPH氧化酶AtrbohD和AtrbohF的活性调节,或者AK1可能不是这两个NADPH氧化酶活性调节所必需的。
论文目录:
摘要
Abstract
缩略词
目录
第一章 引言
1.1 植物体内的活性氧与活性氧清除系统
1.1.1 活性氧的产生
1.1.2 活性氧的生理作用
1.1.3 活性氧的清除机制
1.1.4 活性氧与ABA
1.1.5 重金属胁迫诱导的氧化和抗氧化反应
1.2 植物质膜NADPH氧化酶
1.2.1 NADPH氧化酶的发现
1.2.2 植物质膜NADPH氧化酶的结构
1.2.3 植物质膜NADPH氧化酶的功能
1.2.4 植物质膜NADPH氧化酶活性的调节
1.2.5 与植物NADPH氧化酶相关的信号转导
1.2.6 展望
第二章 在烟草悬浮细胞中，质膜NADPH氧化酶参与ABA诱导的H_2O_2快速积累
2.1 材料与方法
2.1.1 材料
2.1.2 方法
2.2 结果与分析
2.2.1 ABA诱导H_2O_2的快速产生
2.2.2 质膜NADPH氧化酶参与ABA诱导的H_2O_2产生
2.2.3 RT-PCR表达分析
2.2.4 Western免疫印迹检测NtrbohD的表达
2.3 讨论
第三章 质膜NADPH氧化酶参与小麦根镍离子诱导产生的氧化和抗氧化反应
3.1 材料和方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 结果与分析
3.2.1 镍对根中MDA和H_2O_2积累的效应
3.2.2 镍对O_2产生速率的影响
3.2.3 质膜NADPH氧化酶活性的变化
3.2.4 NADPH氧化酶抑制剂对NADPH氧化酶活性、O_2产生速率及H_2O_2和MDA含量的影响
3.2.5 Ca~(2+)对NADPH氧化酶活性的影响
3.2.6 Ca~(2+)通道的抑制剂和Ca~(2+)螯合剂对NADPH氧化酶活性、O_2产生速率及H_2O_2和MDA含量的影响
3.2.7 镍对抗氧化酶活性的影响
3.2.8 NADPH氧化酶抑制剂对抗氧化酶活性的影响
3.3 讨论
第四章 拟南芥钙依赖蛋白激酶1(AK1)对NADPH氧化酶活性的调节
4.1 材料和方法
4.1.2 实验材料
4.1.3 实验方法
4.2 结果与分析
4.2.1 基因克隆
4.2.2 克隆载体的鉴定
4.2.3 拟南芥转AK1基因抗性植株的筛选及PCR鉴定
4.2.4 拟南芥AK1突变体的鉴定
4.2.5 酵母双杂结果
4.2.6 AK1转基因、突变体及野生型拟南芥表型分析
4.2.7 质膜NADPH氧化酶活性分析
4.3 讨论
结论
参考文献
致谢
作者简历
发布时间: 2005-07-18
参考文献
- [1].烟草NADPH氧化酶在Na～+、Cu～（2+）胁迫中的活性变化及其作用[D]. 于中连.中国农业大学2005
- [2].拟南芥NADPH氧化酶介导动态活性氧的水平从而调控绒毡层程序性细胞死亡及花粉发育的研究[D]. 谢洪涛.山东农业大学2015
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