外源NO与蔗糖对盐胁迫下番茄幼苗生理特性及抗逆基因的调控

论文摘要

本实验以番茄（Lycopersicon esculentum Mill）为材料,运用盆栽土培试验,结合生物化学和分子生物学的方法,分别用不同浓度的蔗糖（Sucrose）、外源NO供体硝普钠（Sodium Nitropresside, SNP）及其组合（V:V=1:1）处理材料,对盐胁迫下NO与蔗糖诱导番茄抗逆基因和幼苗生长及抗盐性的作用机制开展了较为深入的研究。并获得以下主要结果:1.用0.1、0.5和1.0 mmol/L的SNP处理番茄幼苗,均能缓解盐胁迫对番茄幼苗造成的氧化损伤,提高超氧化物酶歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,其中0.1 mmol/LSNP处理效果最好,尤其能显著诱导APX和POD活性的增高;不同浓度的蔗糖对番茄体内的保护酶也具有不同的诱导作用,和SNP诱导一样具有剂量效应,其中3.0 mmol/L的蔗糖能显著提高酶活性,胁迫24 h各种酶活性均达到最大值,随着胁迫时间的延长开始下降,表明蔗糖对酶活性的诱导也有一定的调控范围。2.盐分胁迫下,番茄种子的萌发受到了抑制,72 h才开始萌发,而使用NO、蔗糖及其互作处理番茄种子的发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数都显著高于100 mmol/LNaCl单独处理,NO、蔗糖及其互作处理番茄种子的最终发芽率分别为68.33 %、66.67 %,81.67 %,其中组合处理缓解盐胁迫的效果显著,与单盐处理之间差异显著。3.组合处理与SNP和蔗糖单独处理相比,对缓解盐胁迫下番茄幼苗的氧化损伤存在正协同效应,主要表现在进一步增强了番茄幼苗抗氧化酶的活性;提高脯氨酸（Pro）的含量,同时膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量显著降低。采用聚丙烯酰胺凝胶电泳对盐胁迫24 h和48 h材料的POD同功酶研究表明,当NaCl单独处理时,番茄幼苗叶片POD同功酶第V条带缺失,其它谱带酶量减少,抑制了POD同功酶的表达;SNP和蔗糖单独处理能够保护盐胁迫（24、48 h）所导致的POD同功酶条带的完整;而NO、蔗糖及组合处理均能诱导番茄叶片POD同功酶活性,尤其组合处理对POD同功酶诱导效果最好,胁迫48 h各处理POD同功酶表达量较24 h减少。说明SNP和蔗糖组合处理能够更有效地缓解盐胁迫对番茄幼苗植株造成的氧化损伤。4.利用实时荧光定量RT-PCR技术,检测了抗逆相关基因NP24和PR-5在mRNA水平上的表达量。胁迫12 h SNP、蔗糖及组合处理均诱导了幼苗中NP24基因的表达量,与单盐处理相比分别提高了38.44﹪、24.48﹪和74.51﹪,其中组合处理中NP24基因的表达量最高。24 h单盐处理的幼苗PR-5基因达到最大值,而SNP、蔗糖及两者组合处理在胁迫36 h均达到各自的最大值,与单盐处理苗相比,PR-5基因的表达量分别提高了46.53﹪,43.20﹪和65.02﹪,其中组合处理的诱导效果最明显。

论文目录

• 摘要
• SUMMARY
• 第一章 文献综述与立题依据
• 1 盐分胁迫对植物的影响
• 1.1 盐分胁迫对作物生长发育的影响
• 1.2 盐分胁迫对生理生化指标的影响
• 1.3 盐分胁迫对POD 同功酶的影响
• 1.4 盐分胁迫与渗透平衡
• 2 植物体内一氧化氮信号通路及生理功能
• 2.1 NO 的来源
• 2.2 NO 参与非生物胁迫
• 2.3 植物激素的作用
• 3 一氧化氮与其它信号分子的相互作用
• 4 蔗糖的信号通路及其生理功能
• 4.1 糖信号产生的途径
• 4.2 蔗糖感知
• 4.3 蔗糖与己糖在植物种子萌发中的信号功能
• 5 缓解植物盐害与提高植物抗盐能力的综合措施
• 5.1 环境因子对植物耐盐性的影响
• 5.2 培育耐盐品种
• 5.3 外源钙剂和微量元素的应用
• 5.4 植物激素的应用
• 6 NP24 和PR-5 基因的研究
• 7 立题依据
• 第二章 不同浓度SNP、蔗糖对盐胁迫下幼苗酶活性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料的培养与处理
• 1.2 SNP 溶液配制
• 1.3 主要试剂及仪器
• 1.4 测定项目及方法
• 2 结果与分析
• 2.1 外源NO 对盐胁迫下番茄幼苗保护酶活性的影响
• 2.2 外源蔗糖对盐胁迫下番茄幼苗保护酶活性的影响
• 3 小结与讨论
• 第三章 NO 与蔗糖对盐胁迫下番茄生长的影响
• 1 材料方法
• 1.1 材料的培养
• 1.2 主要试剂及仪器
• 1.3 测定项目及方法
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 NO 和蔗糖对盐胁迫下番茄种子萌发的影响
• 2.2 NO 与蔗糖对盐胁迫下番茄幼苗Pro 和MDA 含量的影响
• 2.3 NO 与蔗糖对盐胁迫下番茄幼苗保护酶活性的影响
• 2.4 NO、蔗糖及其组合对盐胁下POD 同功酶谱带的诱导作用
• 3 小结与讨论
• 3.1 种子萌发的影响
• 3.2 幼苗氧化损伤的影响
• 3.3 POD 同工酶谱带变化
• 第四章 NO、蔗糖对番茄抗逆基因的诱导表达
• 1 实时荧光定量PCR
• 1.1 实时荧光定量概况及定义
• 1.2 实时荧光定量PCR 的定量原理
• 1.3 实时荧光定量PCR 的定量方法
• 1.4 理想的实时定量结果
• 2 材料与方法
• 2.1 材料的培养与处理
• 2.2 主要试剂及仪器
• 2.3 植物总RNA 的制备
• 2.4 RNA 的完整性检测
• 3 反转录
• 3.1 反转录反应体系
• 3.2 反转录反应条件
• 4 实时荧光定量
• 4.1 基因扩增引物序列
• 4.2 实时荧光定量PCR 检测
• 5 结果计算
• 6 结果与分析
• 6.1 NO 与蔗糖诱导番茄管家基因动态表达的研究
• 6.2 NO 与蔗糖诱导番茄NP24 基因动态表达的研究
• 6.3 NO 与蔗糖诱导番茄PR-5 基因动态表达的研究
• 7 定量结果分析
• 7.1 NP24 基因表达的定量结果
• 7.2 PR-5 基因表达的定量结果
• 8 小结与讨论
• 致谢
• 参考文献
• 导师简介
• 作者简介