【摘要】：泛素C端水解酶(ubiquitin carrboxy terminalhydrolases,UCHs)是广泛存在于不同生物中的半胱氨酸蛋白酶类,也是一种可以将泛素分子从底物蛋白上释放出来的去泛素化酶类(deubiquitinating enzymes,DUBs),对蛋白质的降解具有反向调控作用,可促进泛素的再循环。近年来研究发现,UCHs可通过去泛素化作用影响细胞周期,并且在代谢调控和转录调控以及DNA修复等过程中具有关键作用。本研究利用实验室先期工作获得的AtUCH4(At1g71850)基因的T-DNA插入突变体(uch4)和回复突变体株系(UU5-1,UU7-1)种子,进行种子萌发、子叶绿化率、根抑制实验以及盐胁迫对拟南芥开花时间影响等实验,研究该基因在植物逆境胁迫中的作用,以期为拟南芥耐受性研究打下良好基础。本论文的主要实验结果如下:1、将拟南芥的野生型Col-0、突变体uch4、回复突变株系UU5-1和UU7-1分别置于含有浓度0 mM、50 mM、100 mM、150 mM和200 mM氯化钠的1/2 MS培养基中培养并统计其萌发率。发现在含100 mM和150 mM氯化钠培养基中,相较于野生型Col-0,回复突变株系UU5-1和UU7-1的萌发率差异不大,突变体uch4的萌发率显著降低。尤其是在含100 mM氯化钠培养基中,uch4的萌发率与Col-0的差异更明显。说明突变体uch4在种子萌发阶段对氯化钠敏感,耐受性差。因此可以推知,AtUCH4基因在植物种子萌发阶段的盐胁迫响应过程中起正调控作用。2、将拟南芥的野生型Col-0、突变体uch4、回复突变株系UU5-1和UU7-1分别置于含有浓度为0 mM、50 mM、100 mM、150 mM和200 mM的氯化钠的1/2 MS培养基中培养并统计其子叶绿化率。发现在含100 mM和150 mM氯化钠培养基中,相较于野生型Col-0,回复突变株系UU5-1和UU7-1的子叶绿化率差异不大,突变体uch4的子叶绿化率显著降低。尤其是在含150 mM氯化钠培养基中,uch4的子叶绿化率与Col-0的差异更明显。说明AtUCH4基因在拟南芥种子萌发后期盐胁迫响应中具有积极作用。3、将在正常条件下生长2天左右的野生型Col-0、突变体uch4、回复突变株系UU5-1和UU7-1的幼苗分别移至含有0 mM、50 mM、100 mM、150 mM和200 mM氯化钠的1/2 MS培养基中培养数天后测量其根长。发现在含50 mM,100 mM和150 mM氯化钠培养基中突变体uch4的主根长度小于野生型Col-0,回复突变株系UU5-1和UU7-1的主根长度与野生型Col-0差异不明显,尤其是在含100 mM氯化钠培养基中,uch4的主根长度与Col-0的差异更明显。表明AtUCH4基因在拟南芥幼苗生长阶段的盐胁迫响应过程中起作用。4、将拟南芥的野生型Col-0、突变体uch4、回复突变株系UU5-1和UU7-1幼苗移栽到培养土中,用含200 mM NaCl溶液代替清水底部浇灌,人为制造盐胁迫环境。观察并统计其抽薹开花时间及莲座叶数目。发现uch4突变体抽薹开花时间明显推后,莲座叶数目明显减少,植株生长较矮小,生长周期延长。而野生型Col-0、回复突变株系UU5-1和UU7-1的莲座叶数目减少量均不及突变体uch4。表明AtUCH4基因表达在拟南芥繁殖阶段拮抗盐胁迫的调控通路上发挥积极作用。5、将拟南芥的野生型Col-0、突变体uch4、回复突变株系UU5-1和UU7-1分别置于含有浓度为0μM、0.5μM、1μM、2μM和5μM ABA的1/2 MS培养基中培养并统计其萌发率。发现在含1μM、2μM ABA的培养基中野生型Col-0、回复突变株系UU5-1和UU7-1的萌发率差异不显著,而突变体uch4的萌发率比它们显著降低,尤其是在含1μM ABA培养基中,uch4的萌发率与Col-0的差异更明显。表明AtUCH4基因在拟南芥种子萌发阶段的ABA胁迫响应过程中起正调控作用。6、将拟南芥的野生型Col-0、突变体uch4、回复突变株系UU5-1和UU7-1分别置于含有浓度为0μM、0.5μM、1μM、2μM和5μM ABA的1/2 MS培养基中培养并统计其子叶绿化率。发现在含1μM、2μM ABA培养基中野生型Col-0、回复突变株系UU5-1和UU7-1的子叶绿化率差异不显著,而突变体uch4的子叶绿化率比它们显著降低,尤其是在含2μM ABA培养基中,uch4的子叶绿化率与Col-0的差异更明显。说明AtUCH4基因表达在其种子萌发后期的ABA胁迫响应过程中起积极作用。7、将正常条件下生长的野生型Col-0、突变体uch4、回复突变株系UU5-1和UU7-1的幼苗移至含有浓度为0μM、0.5μM、1μM、2μM和5μM ABA的1/2 MS培养基中培养数天后测量其主根长。发现在含1μM、2μM ABA培养基中野生型Col-0的主根长度与回复突变株系UU5-1和UU7-1均无显著差异,但与uch4的差异明显。表明AtUCH4基因表达在拟南芥幼苗生长时期的ABA胁迫响应过程中起正调控作用。
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【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q943.2
【参考文献】
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