利用T-DNA插入突变体对水稻OsGLR1基因功能的研究

论文摘要

离子通道型谷氨酸受体（iGluRs）作为动物中枢神经重要的Ca2+通道,介导了大脑中多数的兴奋型神经传递。在高等植物中,科学家们近来也发现了类似的谷氨酸受体基因,但有关其具体生理生化功能的证据还十分有限。本研究利用T-DNA插入,早期表型为短根的的水稻Osglr1突变体,对水稻OsGLR1基因的表达及其相关功能做了初步的探讨。 实验发现,OsGLR1的缺失使Ca2+在分生区（RAM）水平下降,受外源Ca2+调控的谷胱甘肽（GSH）浓度也随之减少。施加GSH合成抑制剂BSO能使野生型根长变短,而突变体没有变化,说明是GSH的特异分布而不是绝对浓度影响了突变体的表型。BrdU的原位标记免疫荧光结果显示,突变体位于RAM区的静止中心以及侧根根冠的细胞分裂活性增强,这与该区域GSH的分布状态完全吻合。作为主要的抗氧化剂,GSH水平决定了体内的氧化还原状态,所以我们初步认为是OsGLR1介导了受Ca2+影响的氧化还原水平对细胞分裂分化状态的维持。 我们知道,抑制动物的iGluRs会导致神经细胞凋亡。通过TUNEL和Evas blue检测,结合电镜切片结果,我们发现突变体Osglr1的RAM区大量细胞发生程序性死亡（PCD）,而同样环境下生长的野生型细胞PCD则只在根冠处存在。植物中的GLRs类基因也与细胞程序性死亡有关,说明植物与动物可能共享了同一套PCD调控机制。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 引言
• 第一部分 离子通道型谷氨酸受体
• 1.1 动物中的离子通道型谷氨酸受体（iGluRs）
• 1.2 动物iGluRs的生理功能
• 1.3 植物中的离子通道型谷氨酸受体（GLRs）
• 1.4 植物GLRs生理功能
• 1.4.1 光信号传导
• 1.4.2 碳氮代谢的信号转导
• 1.4.3 调控钙离子转运
• 第二部分 氧化还原介导的细胞分裂与程序性死亡
• 2+与活性氧'>2.1 Ca²⁺与活性氧
• 2.2 氧化还原态与细胞分裂
• 2.2.1 谷胱甘肽
• 2.2.2 谷胱甘肽与根尖分生区形态建成
• 2.2.3 谷胱甘肽介导细胞G1-S期的转换
• 2.3 氧化还原态与细胞程序性死亡
• 第二章 OsGLR1参与钙离子调控的GSH分布
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 主要试剂
• 1.3 方法
• 1.3.1 水稻生长条件
• 2+、GSH、BSO处理'>1.3.2 外源Ca²⁺、GSH、BSO处理
• 2+的原位荧光标记'>1.3.3 根尖Ca²⁺的原位荧光标记
• 1.3.4 根尖谷胱甘肽（GSH）的原位荧光标记
• 1.3.5 GUS活性检测
• 2 结果和分析
• 2.1 突变体Osglr1根尖分生区细胞内钙离子水平降低
• 2+调控的GSH影响水稻根的伸长'>2.2 体内受Ca²⁺调控的GSH影响水稻根的伸长
• 2.3 体内氧化还原水平影响OsGLR1的表达
• 3 讨论
• 第三章 OsGLR1与细胞分裂及程序性死亡
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 主要试剂
• 1.3 方法
• 1.3.1 石蜡切片制作
• 1.3.2 切片脱蜡及免疫荧光反应
• 1.3.3 TUNEL
• 1.3.4 根尖超薄切片制作
• 1.3.5 Evans blue染色
• 2 结果和分析
• 2.1 突变体Osglr1根尖分生区的细胞分裂状态紊乱
• 2.2 突变体细胞的程序性死亡
• 3 讨论
• 参考文献