磷脂酶D感应和接受低温胁迫的功能及在黄瓜冷害中的作用

论文摘要

磷脂酶D(PLD)是植物中一类主要的磷脂水解酶。它的作用不仅在于通过水解细胞膜中的磷脂影响膜的结构、功能和稳定性,而且在细胞信号转导,脂质代谢,膜运输以及生物膜形成等方面发挥着重要作用。近年来,有关PLD在跨膜信号转导中的作用成为新的研究热点。本研究的目的是为了探明PLD在黄瓜冷害发生与发展中的作用,调查热处理减轻黄瓜贮藏冷害的原因是否与PLD活性变化、PLDmRNA的表达规律有关。 热处理是一种简单易行的物理处理方法,由于它具有无毒无害、无环境污染、无化学药物残留等优点,因此具有十分广阔的应用前景。前人研究证明热处理可诱导合成小分子量的热激蛋白,减轻和抑制冷敏型果蔬冷害的发生,提高产品的贮藏性能。本研究采用热处理的目的是反向验证PLD在黄瓜冷害发生与发展中的作用。 黄瓜(Cucumis sativus L.)在低于10℃的温度下贮藏容易产生冷害。本研究以冷敏型植物材料一黄瓜(津优1号)为试材,采后将黄瓜分为两组:一组(冷胁迫组)置于20℃、90%RH人工气候箱24 h,另外一组(热处理组)置于37℃、90%RH人工气候箱中预热24h,然后贮藏于2℃。为了研究PLD在黄瓜冷害发生和发展及热处理减轻黄瓜冷害中的作用,分别在贮藏第0,3,6,9,12,15天对贮藏过程中各种生理生化指标变化进行分析测定:同时,在热处理组黄瓜开始出现冷害症状时(本研究为贮藏第9天)将黄瓜横切为上(靠近花萼端)、中、下(靠近茎端)三部分并对相关生理生化指标进行研究以分析PLD在转导黄瓜冷害信号中的作用,探讨冷胁迫条件下黄瓜PLD变化引起冷害发生的作用机理。 本研究通过克隆及鉴定获得了889个核甘酸对长黄瓜PLD的保守域片段。对获得的片段进行氨基酸序列及进化树分析,结果表明,黄瓜中的PLD应该归属PLDα,在比对的12种植物中,黄瓜与蓖麻同源性最高。 本研究表明低温胁迫条件下PLD和LOX的激活启动了黄瓜感应的机制,黄瓜果实冷害的初始反应可能是由于PLD和LOX的激活引起细胞膜的降解造成的。磷脂降解酶类的激活可能是冷害初始反应的首要步骤。黄瓜开始出现冷害症状时,上、中、下不同部位冷害指数、电导率、MDA含量、PLD活性、LOX活性、PA的含量以及PLD mRNA表达量之间都存在明显的差异。说明2℃贮藏期间不可逆转的冷害首先是从靠近花萼端的上部发生,然后经过中部向靠近茎端的下部逐渐发展。而PA含量的梯度差异可能是造成黄瓜不同部位冷害从上部到下部逐渐发展的直接原因。 2℃贮藏期间黄瓜果实中呼吸速率和乙烯释放量下降趋势具有良好的一致性,对冷藏过程中

论文目录

• 目录
• 缩略语（Abbreviation）
• 中文摘要
• 文献综述
• 第一章 植物磷脂酶D对环境胁迫的响应和转导信号的功能
• 1 PLD的生化特性及其在信号转导中的作用
• 2 PLD的调控
• 3 PLD对环境胁迫和激素的响应
• 3.1 机械损伤
• 3.2 低温
• 3.3 渗透胁迫
• 3.4 脱落酸
• 3.5 乙烯
• 3.6 病原微生物
• 4 展望
• 第二章 植物磷脂酶D（PLD）的分子生物学研究进展
• 1 磷脂酶D（PLD）基因的研究
• 2 多种PLD的分类
• 3 结构和功能分析
• 4 前景与展望
• 第三章 热处理诱导采后黄瓜抗冷性研究进展
• 1 植物发生冷害机理
• 2 采后黄瓜冷害
• 3 热处理诱导采后黄瓜抗冷性
• 实验设计方案与研究内容
• 第四章 实验设计方案
• 1 本实验目的和意义
• 2 本研究的主要内容
• 3 研究目标
• 第五章 黄瓜磷脂酶D（PLD）部分基因的克隆及序列分析
• 0 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 材料和试剂配制
• 1.2 主要仪器和设备
• 1.3 实验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 转移载体pGEM（?）-T easy-PLD的构建
• 2.2 PLD保守域片段的获得
• 2.3 黄瓜PLD氨基酸序列分析
• 2.4 与已知PLD蛋白同源性的比较及系统树分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 第六章 PLD感应低温胁迫的功能及在黄瓜冷害发展中的作用
• 0 前言
• 1 材料和方法
• 1.1 植物材料及采后处理
• 1.2 试剂的准备
• 1.3 主要仪器和设备
• 1.4 实验方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 2℃贮藏过程中电导率和MDA含量的变化
• 2.2 2℃贮藏期间PLD和LOX的活性变化
• 2.3 低温贮藏期间黄瓜PLD mRNA的积累模式
• 3 小结
• 第七章 PLD接受低温胁迫的功能及在黄瓜冷害发生时的作用
• 0 前言
• 1 材料和方法
• 1.1 植物材料和采后处理
• 1.2 实验试剂准备
• 1.3 主要仪器及设备
• 1.4 实验方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 黄瓜冷害的发生
• 2.2 黄瓜不同部位PLD和LOX活性的变化
• 2+含量的变化'>2.3 冷害开始发生时黄瓜不同部位与膜结合的Ca²⁺含量的变化
• 2.4 冷害开始发生时黄瓜不同部位PLD mRNA表达量的变化
• 3 小结
• 第八章 低温贮藏期间黄瓜磷脂含量的变化
• 0 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 试剂与配制
• 1.3 主要仪器与设备
• 1.4 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 低温贮藏期间黄瓜中PC、PI和PA含量的变化
• 2.2 冷害开始发生时黄瓜中PC、PI和PA含量的变化
• 3 小结
• 第九章 低温贮藏期间黄瓜PLD与其它生理生化因子的关系
• 0 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 植物材料及采后处理
• 1.2 主要仪器与设备
• 1.3 实验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 低温贮藏期间黄瓜冷害指数的变化
• 2.2 低温贮藏期间黄瓜呼吸强度的变化
• 2.3 低温贮藏期间黄瓜乙烯释放量的变化
• 2.4 低温贮藏期间游离脯氨酸（Pro）含量的变化
• 2.5 低温贮藏期间可溶性蛋白质含量的变化
• 2.6 低温冷藏过程中黄瓜PLD与各种生理生化指标的相关性
• 3 小结
• 第十章 结论与后续研究展望
• 1 结论
• 2 后续研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附：个人简历及攻读博士学位期间发表的论文