GCR2参与ABA调控拟南芥保卫细胞内向钾离子通道的初步研究

论文摘要

ABA介导的信号转导途径和G蛋白介导的信号转导途径是植物细胞两类重要的细胞信号转导机制。研究证明,ABA可以通过抑制细胞质膜内向钾离子通道而抑制光照下植物叶片气孔的开放。G蛋白偶联受体是G蛋白信号转导途径中的重要组分,在动物细胞中有许多重要功能,而在植物中研究不多。 气孔保卫细胞是研究植物细胞信号转导的理想模型。为了揭示上述两类细胞信号转导途径之间存在的联系,研究G蛋白偶联受体是否参与了植物ABA信号转导途径和可能的作用机制,本论文以拟南芥假定G蛋白偶联受体GCR2基因缺失突变体gcr2-1和过量表达突变体35S∷GCR2为材料,采用气孔开度实验和细胞膜片钳技术,比较了外加50μmol/L ABA处理前后,突变体和野生型植株气孔的开度和保卫细胞原生质体内向钾离子通道电流的变化。 表皮条气孔开度实验结果表明,光照下野生型叶片气孔在经外加50μmol/L ABA处理以后,开放受到显著抑制。与此不同的是,gcr2-1的气孔对ABA反应不敏感,仍然受光照诱导正常开放;而35S∷GCR2则表现为对ABA反应超敏感,比野生型抑制的程度更大。 膜片钳实验结果表明,野生型保卫细胞原生质体的内向钾离子通道电流被50μmol/L ABA抑制38%左右;而gcr2-1内向钾离子通道电流被ABA抑制的现象消失;35S∷GCR2的通道电流也表现出对外加ABA作用的不敏感。 以上实验结果初步证明,假定的拟南芥G蛋白偶联受体GCR2参与了ABA对保卫细胞内向钾离子通道的调控过程,并通过该方式影响了ABA对气孔关闭的诱导。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 英文缩写表
• 1 引言
• 1.1 气孔保卫细胞ABA信号转导途径
• 1.1.1 气孔运动的分子机制
• 1.1.2 气孔运动的调控机理
• 1.1.3 拟南芥离子通道基因的研究
• 1.2 植物G蛋白信号转导途径和G蛋白偶联受体
• 1.2.1 G蛋白信号传导途径概述
• 1.2.2 G蛋白偶联受体
• 1.2.3 植物G蛋白信号转导途径
• 1.2.4 植物G蛋白偶联受体研究进展
• 1.3 植物保卫细胞膜片钳技术研究进展
• 1.4 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 化学试剂和酶试剂
• 2.2.1 化学试剂
• 2.2.2 酶试剂
• 2.3 主要仪器
• 2.3.1 常规仪器
• 2.3.2 膜片钳仪器
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 拟南芥叶片表皮条气孔开度实验
• 2.4.2 拟南芥保卫细胞原生质体的制备
• 2.4.3 拟南芥保卫细胞膜片钳全细胞电流记录
• 3 结果与分析
• 3.1 GCR2参与了ABA对气孔关闭调节的信号途径
• 3.2 拟南芥保卫细胞原生质体离子通道的尾电流鉴定
• 3.3 ABA对gcr2-1和野生型植株保卫细胞钾离子通道电流的影响
• 3.4 ABA对35S：：GCR2和野生型植株保卫细胞钾离子通道电流的影响
• 4 讨论与结论
• 4.1 拟南芥保卫细胞原生质体的分离提取和膜片钳技术的建立
• 4.2 GCR2在ABA对内向钾离子通道电流调控的可能作用
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 承诺