油菜BnAtg8-拟南芥转基因系的建立及其自噬功能的研究

发布时间：2017-11-07 06:35

  本文关键词：油菜BnAtg8-拟南芥转基因系的建立及其自噬功能的研究

  更多相关文章： 植物自噬 BnAtg8 atg5 atg7 盐胁迫 饥饿胁迫 早衰

【摘要】：自噬(Autophagy,AP)是一种重要的细胞分子生物学活动,通过对受损或死亡的细胞、细胞器以及生物大分子的降解和再利用,在维持细胞的静态平衡、发育模式重构、自体免疫以及抵抗逆境胁迫过程中发挥重要的用。自噬的早期研究主要集中于酵母,随后扩展到动物细胞,相比而言,植物自噬的研究起步较晚,并且主要集中在离体培养的细胞,而在个体水平上的研究相对较少。本研究利用携带GFP标签和甘蓝型油菜自噬相关基因Atg8(Bn Atg8)的表达载体,通过农杆菌介导的花序浸染法转化野生型拟南芥,得到了相应Bn Atg8转基因系,并通过形态学比较、GFP和MDC荧光检测以及RT-PCR等技术,分析比较了拟南芥野生型、BnAtg8转基因系以及自噬atg5和atg7突变体在正常生长和逆境胁迫条件下在形态学、生理生化、细胞以及分子生物学中的差异,探究了自噬在植物生长发育以及抗逆活动中的功能。主要结果如下:(1)通过转化及PCR鉴定,成功获得了3个Bn Atg8-拟南芥转基因纯合系,其中两个GFP和BnAtg8二者都有表达(GFP-Bn Atg8转基因系),另一个只Bn Atg8表达(BnAtg8转基因系)。(2)通过半定量RT-PCR法分析比较了20、40、60天苗龄的转基因拟南芥叶片以及50天苗龄植株的叶片、花序茎及果荚中Bn Atg8基因的转录水平,结果发现,不同苗龄转基因系叶片中BnAtg8基因的转录水平存在显著的差异,其中60天的转录水平高于40和20天的转录水平,40天的转录水平又高于20天的转录水平(60d40d20d).此外,在叶片中的表达水平高于在花序茎和果荚中的表达水平,在花序茎中的表达水平又高于在果荚中的表达水平(叶片花序茎果荚)。(3)激光共聚焦显微观察转基因系根尖GFP荧光分布发现,绿色荧光广泛分布在根尖的各个部位,荧光呈点状分布,其荧光强度从分生区到伸长区至根冠依次减弱。观察转基因植株花粉形成过程中不同时期中细胞内GFP荧光发现,荧光也呈点状分布,并且在四分体时期的荧光强度要高于小孢子。(4)自噬体(泡)特异染色剂MDC染色后荧光显微镜观察发现,转基因植株和野生型根尖所有区域都显示MDC荧光,但转基因根尖的荧光强度高于野生型根尖的荧光强度。(5)观察分析转基因系、野生型和自噬突变体生长过程中的表型发现,在初生根和下胚轴的生长方面,转基因系的生长速率大于野生型的生长速率,而野生型的生长速率又大于自噬突变体的生长速率;在叶面积方面,转基因型的最大,为野生型次之,自噬突变体的最小。在抽薹期方面,转基因系和自噬突变体的相对于野生型的都明显提前,生长周期缩短,其中自噬缺失突变体的变化更为明显。此外,与野生型相比,转基因系的株高和种子产量没有明显的改变,而自噬突变体的株高明显变矮,单株种子产量也明显降低。(6)生理学研究发现:在饥饿胁迫下,野生型和转基因系的萌发率无明显差异,但是两个自噬突变体的萌发率要远远低于野生型;在盐胁迫下,在种子萌发率方面,转基因系明显地高于自噬突变体,但又低于野生型。以上结果表明,油菜BnAtg8的表达对拟南芥的生长发育,耐环境胁迫的能力以及自噬活动的强度有明显的影响。这种情况表明,自噬在调节植物生长发育方面也可能发挥一定的作用。这种作用对于植物的生长发育来说既有积极的的一面也有消极的一面,只有适量强度的自噬才利于植物的生长发育。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q943.2

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵勇;师长宏;伍静;张海;;自噬的形态特征及分子调控机制[J];中国比较医学杂志;2010年10期

2 伍静;赵勇;师长宏;张海;;自噬的形态特征及分子调控[J];现代生物医学进展;2010年20期

3 杜万清;俞立;;自噬过程的晚期阶段[J];中国细胞生物学学报;2011年01期

4 王光辉;;自噬与疾病[J];生物化学与生物物理进展;2012年03期

5 方梦蝶;刘波;刘伟;;自噬的分子细胞机制研究进展[J];中国细胞生物学学报;2012年04期

6 高雅;邢皓;于爱鸣;;自噬与肿瘤[J];中国科技信息;2012年14期

7 谢洪;李艳君;陈英玉;;线粒体自噬[J];中国生物化学与分子生物学报;2011年12期

8 丁渭;张玉林;陈德喜;;自噬——凋亡之后的新理念[J];中国生物化学与分子生物学报;2012年05期

9 孙鹏;宋锦宁;;高迁移率族蛋白1介导自噬发生机制的研究进展[J];中国细胞生物学学报;2013年07期

10 李宝华;熊思东;;自噬对胞内感染病原体的双重作用[J];微生物与感染;2006年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 韦雪;漆永梅;张迎梅;;镉、活性氧自由基与自噬发生的分子机制[A];中国活性氧生物学效应学术会议论文集（第一册）[C];2011年

2 秦正红;粱中琴;陶陆阳;黄强;刘春风;蒋星红;倪宏;邢春根;;自噬在细胞生存与死亡中的作用[A];中国药理学会第九次全国会员代表大会暨全国药理学术会议论文集[C];2007年

3 秦正红;;自噬与肿瘤和神经细胞生存——药物作用的新靶位[A];全国生化与分子药理学药物靶点研讨会论文摘要集[C];2008年

4 李芹;丁壮;;自噬功能研究进展[A];中国畜牧兽医学会家畜传染病学分会第八届全国会员代表大会暨第十五次学术研讨会论文集[C];2013年

5 胡晨;张璇;滕衍斌;胡海汐;周丛照;;家蚕中自噬相关蛋白Atg8的结构研究[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2009年学术交流会论文摘要汇编[C];2009年

6 陈希;李民;Xiao-Ming Yin;李林洁;;通过不同途径诱导自噬的化合物对Atg9的依赖性不同[A];细胞—生命的基础——中国细胞生物学学会2013年全国学术大会·武汉论文摘要集[C];2013年

7 陈涓涓;敬静;蔡元博;张俊龙;;针对活体细胞自噬行为的发光金属配合物的设计[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年

8 宁晓洁;钟自彪;王彦峰;付贞;叶启发;;缺血再灌注诱导小鼠肝细胞自噬[A];2013中国器官移植大会论文汇编[C];2013年

9 吴晓琦;李丹丹;邓蓉;江山;杨芬;冯公侃;朱孝峰;;CaMKKβ磷酸化Beclin 1调控自噬及其在肿瘤治疗中的作用[A];2011医学科学前沿论坛第十二届全国肿瘤药理与化疗学术会议论文集[C];2011年

10 周鸿雁;裴中;陈杰;申存周;钱浩;刘妍梅;冼文彪;郑一帆;陈玲;;线粒体动力改变参与了LRRK2突变导致的自噬[A];中华医学会第十三次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 生命学院;俞立课题组在《科学》发文揭示自噬调控的重要机制[N];新清华;2012年

2 周飞 张粹兰;花榈木“自噬”可抗癌[N];广东科技报;2011年

3 张明永;水稻自噬基因研究取得新进展[N];广东科技报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 贾盛楠;转录因子p8调控自噬的功能研究[D];浙江大学;2015年

2 皮会丰;DNM1L蛋白介导的线粒体自噬在镉致肝脏毒性中的作用研究[D];第三军医大学;2015年

3 李倩;miRNAs介导的自噬抑制在类鼻疽杆菌感染免疫逃逸中的作用机制研究[D];第三军医大学;2015年

4 黎炳护;激活TRPV1诱导自噬在血管平滑肌细胞泡沫化中作用及机制研究[D];第三军医大学;2015年

5 陈江伟;自噬在椎间盘退变中的作用及机制研究[D];上海交通大学;2014年

6 李荣荣;自噬在布比卡因肌毒性中的作用及机制研究[D];南京医科大学;2015年

7 王维;NF-κB信号通路参与介导的自噬在高血压大鼠心血管重构的作用研究[D];山东大学;2015年

8 刘春朋;日粮硒缺乏对鸡肝脏蛋白质组学及自噬变化的影响[D];东北农业大学;2015年

9 梁蓓蓓;P53凋亡刺激蛋白ASPP2调控细胞自噬的研究[D];上海交通大学;2012年

10 李少莹;自噬在LPS诱导的肺泡上皮细胞死亡中的作用及机制研究[D];第三军医大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 匡红;Jnk2通过smARF的降解来调控压力诱导的线粒体自噬及组织损伤[D];浙江理工大学;2015年

2 洪永桃;自噬在类风湿关节炎滑膜成纤维细胞中的作用及甲氨蝶呤对自噬的影响[D];川北医学院;2015年

3 李宁;自噬在吗啡心肌保护中的作用及机制研究[D];河北联合大学;2014年

4 刘冰;脑缺血预处理对大鼠局灶性脑缺血再灌注后自噬及凋亡的影响[D];河北联合大学;2014年

5 王存凯;microRNA-30a-5p通过抑制自噬阻止肝星状细胞激活[D];河北医科大学;2015年

6 张宇程;泛素连接酶HOIL-1L在线粒体自噬中的功能与机制研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2015年

7 唐芙蓉;自噬对奶山羊雄性生殖干细胞生物学特性的影响[D];西北农林科技大学;2015年

8 陈军童;肾损伤分子1对高糖诱导人肾小管上皮细胞自噬作用的影响[D];郑州大学;2015年

9 包勇;Kap1在LBH589诱导的乳腺癌细胞MCF-7自噬形成中的作用[D];复旦大学;2013年

10 魏园玉;P53缺失型HL-60白血病细胞内Nucleostemin下调对mTOR通路介导的自噬活性的影响[D];郑州大学;2015年

，

本文编号：1151289