盐胁迫下拟南芥突变体sos2中活性氧的产生以及AtMCA基因功能的研究

摘要

植物在盐胁迫下会产生并积累活性氧导致氧化胁迫.活性氧对核酸、蛋白、膜造成伤害.有效地控制活性氧的产生和清除机制,并对它造成的伤害进行及时的修复,是植物在盐胁迫继续生存的重要保障.sos2是近年来鉴定出的盐超敏感突变体,SOS2基因编码的是一个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶.已有的研究表明sos2突变体对盐敏感是由于Na<'+>/H<'+>反向转运器活性降低造成,而活性氧是否也作为它对盐敏感的原因之一还未见报道.该研究利用DAB、NBT染色以及DCFH-DA荧光检测方法,分别测定了盐胁迫下野生型和sos2突变体的叶片和根中ROS的含量.实验结果表明,盐胁迫下sos2突变体与野生型相比积累了更多的活性氧.这证明ROS是sos2对盐敏感的原因之一.近年来的研究表明植物中含有一类AAA蛋白酶——FtsH金属蛋白酶,它们参与了多种重要的细胞过程,如蛋白的折叠,非组成型多肽的降解等.在酵母上的研究表明这类蛋白参与了细胞色素氧化酶亚基的装配,从而调控了细胞色素氧化酶的活性.拟南芥线粒体中存在三个编码FtsH金属蛋白酶的基因,分别命名为FtsH3,FtsH4和FtsH10.这三个基因的功能还未见报道.我们曾克隆了FtsH3基因,并且命名为AtMCA(Mitochondrial Cytochrome oxidase-relatedAAA-ATPases of Arabidopsis).该实验室原来的研究结果表明盐胁迫下sos2突变体中AtMCA基因的表达受抑制.在该研究中我们发现,sos2突变体中细胞色素氧化酶活性与野生型相比降低.而超表达AtMCA基因sos2突变体植株中,细胞色素氧化酶的活性得到提高,并且转基因植株对盐的耐受性也提高.这表明线粒体AAA蛋白酶参与调控细胞色素氧化酶活性,从而提高植株对盐胁迫的适应性.

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缩略词

第一章植物耐盐机制的研究进展

1.1盐胁迫对植物的伤害

1.2植物耐盐的分子机理

1.3 SOS调控途径

1.4 SOS2调控的基因

第二章植物AAA蛋白酶

2.1 AAA蛋白的结构特征

2.2 AAA蛋白的分类

2.3拟南芥AAA金属蛋白酶

2.4本课题的立题依据及研究的意义

第三章实验材料与方法

3.1实验材料

3.2常用培养基和溶液的配制

3.3实验方法

第四章结果与分析

4.1拟南芥野生型和sos2突变体中ROS含量的测定

4.2氧化胁迫下拟南芥野生型和sos2突变体的表型分析

4.3 AtMCA基因在盐胁迫中的作用

4.4 atmca突变体的鉴定及表型分析

结论

参考文献

致谢