Narciclasine对拟南芥根中生长素运输及细胞骨架的影响

论文摘要

植物激素和一些次生代谢产物在植物的生长发育过程中起重要的调节作用。Narciclasine （NCS）是从水仙鳞茎分泌物中分离出的一种生物碱,研究表明其对动物和植物细胞内的多种生物过程均有抑制作用,例如,能够显著影响拟南芥、水稻和小麦的胚后发育过程。本文以拟南芥为对象,研究了NCS影响拟南芥根发育的机制。研究结果如下：1.以拟南芥微丝蛋白标记系GFP-FABD2为材料,利用激光共聚焦显微技术研究了NCS对细胞骨架的影响。结果表明,NCS处理使细胞内微丝蛋白的含量和分布产生明显变化,在主根成熟区由有序的平行排列变为缠绕状,并由均匀分布在细胞内变为更多的定位于靠近细胞膜的地方,在根毛细胞中也可以观察到微丝蛋白缠绕现象。经NCS处理,主根的根尖处可观察到更多的微丝蛋白。2.利用生长素报告基因DR5--GFP作为标志,发现NCS处理使拟南芥根尖生长素分布减少,并随着处理浓度的增加和处理时间的延长,DR5的表达会受到更多的抑制,同时加生长素IAA可部分恢复DR5的表达量。3.利用拟南芥PIN1、3、4、7等的GFP和GUS标记系研究发现,NCS处理后根细胞内PIN蛋白含量明显减少,且影响了定位在膜上的PIN1和PIN2蛋白的极性分布。进一步研究发现NCS处理促进了PIN2,抑制了PIN1、PIN3、PIN7和PGP19的基因表达。4.高浓度的NCS使拟南芥幼苗完全失去向地性,此抑制作用不能被外源生长素所恢复。进一步研究发现NCS处理拟南芥7天龄幼苗后,维持向地性的根尖淀粉粒逐渐消失。综上所述,NCS可通过影响拟南芥根内生长素运输载体PIN蛋白的含量、基因表达、分布以及细胞骨架的结构来影响根的发育。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 NCS的研究历史及现状
• 1.1.1 NCS的发现
• 1.1.2 NCS对植物生长的影响
• 1.2 化感作用对植物生长发育的影响
• 1.2.1 化感作用的概念
• 1.2.2 化感作用对植物的影响
• 1.2.3 化感作用的应用
• 1.3 拟南芥根的发育
• 1.3.1 根发育的简介
• 1.3.2 侧根的发育
• 1.3.3 生长素控制新生侧根原基的形态
• 1.3.4 植物细胞内具有极性的蛋白质
• 1.3.5 植物的极性运输
• 1.3.6 极性运输中磷酸化的作用
• 1.3.7 极性运输中的分泌和再循环
• 1.4 细胞骨架与生长素运输
• 1.4.1 微丝蛋白的概念及研究进展
• 1.4.2 细胞骨架在生长素运输中的作用
• 1.4.3 与细胞骨架相关的PIN1和PIN2的循环途径
• 1.5 本论文的研究目的与意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 生长条件
• 2.3 实验方法
• 第三章:实验结果
• 3.1 NCS对拟南芥根部细胞骨架的影响
• 3.1.1 NCS处理后主根成熟区内微丝蛋白的变化
• 3.1.2 根尖部位微丝蛋白的含量和分布的变化
• 3.1.3 根毛部位微丝蛋白的含量和分布均发生变化
• 3.1.4 叶片微丝蛋白的分布也发生变化
• 3.2 NCS处理对生长素运输的影响
• 3.2.1 NCS处理减少了PIN1蛋白的含量
• 3.2.2 NCS影响了PINZ-GFP的表达与分布
• 3.2.3 NCS减少了PIN3-GUS的表达
• 3.2.4 NCS影响了PIN7-GUS的表达
• 3.2.5 NCS对PIN1,PIN2,PIN3,PIN7基因表达的影响
• 3.2.6 NCS影响了生长素响应因子ORS的表达
• 3.3 NCS对拟南芥根长及侧根发育的影响
• 第四章 讨论与展望
• 缩写
• 参考文献
• 致谢