玉米种子萌发过程中糊粉层程序性细胞死亡的表观遗传调控机理

发布时间：2022-07-07 08:28

　　糊粉层细胞是一个特异性响应植物激素赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）调控相关基因表达和程序性细胞死亡的模式系统。种子萌发是涉及胚和胚乳之间双向相互作用的系统性应答,在种子萌发过程中,胚分泌信号到胚乳以诱导种子储备物的降解并使胚乳功能减弱,同时胚乳可以感知环境信号并且产生和分泌信号以调节胚的生长,糊粉层中合成的水解酶被分泌到淀粉胚乳中用于降解其中存储的营养物质。糊粉层合成水解酶,随后进入程序性细胞死亡（PCD）。程序性细胞死亡是生命的基本历程,在动植物发育、分化、维持组织内稳态和免疫系统中发挥着重要作用。近年来的研究表明活性氧（ROS）是基因激活的重要信号,在植物生长发育、应对生物和非生物环境胁迫和程序性细胞死亡中发挥重要的信号传导作用。在表观遗传学领域,基于非基因序列改变所导致基因表达水平变化的调控已经成为新的研究热点。组蛋白的翻译后修饰不仅与染色体的重塑和功能状态紧密相关,而且在决定细胞命运和细胞生长等过程中发挥重要的作用。组蛋白乙酰转移酶（HATs）和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）共同作用调控组蛋白乙酰化,并且可以激活特定基因的转录过程。尽管如此,关于玉米种子萌发过程中基因表达和程序... 

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩写符号
前言
    1 糊粉层的研究进展
        1.1 糊粉层简介
        1.2 糊粉层与种子萌发
        1.3 糊粉层中的激素调节
    2 种子萌发的分子调控机制
        2.1 种子萌发过程
        2.2 赤霉素与脱落酸对种子萌发的影响
    3 植物发育过程中的程序性细胞死亡
        3.1 植物营养发育过程中的程序性细胞死亡
        3.2 种子发育和萌发过程中的程序性细胞死亡
    4 活性氧(ROS)信号通路
        4.1 氧还原
        4.2 植物中ROS的来源
        4.3 植物中ROS的作用
        4.4 ROS清除机制:抗氧化防御系统
    5 植物中的表观遗传调控
        5.1 表观遗传学的发展历程
        5.2 表观遗传调控机制
        5.3 组蛋白乙酰化和乙酰化修饰酶
        5.4 组蛋白修饰和基因表达
    6 本研究的目的和意义
材料和方法
    1 实验材料
        1.1 植物材料
        1.2 试剂
        1.3 引物序列
    2 实验方法
        2.1 蛋白免疫印记
        2.2 活性氧分子和相关酶的活力测定
        2.3 α-淀粉酶的活力测定
        2.4 定量实时PCR
        2.5 染色质免疫共沉淀(ChP)
        2.6 FDA/PI染色
        2.7 HATs/HDACs的活力测定
结果与分析
    1 在萌发玉米种子糊粉层中基因表达的分子表观调控机制
        1.1 种子萌发过程中玉米糊粉层组蛋白修饰的变化
        1.2 GA处理萌发过程中的玉米种子促进糊粉细胞组蛋白H3K9ac和H4K5ac修饰的升高
        1.3 GA处理萌发过程中的玉米种子促进糊粉细胞组蛋白修饰酶基因的表达
        1.4 在玉米种子发芽过程中GA调节糊粉层中H_2O_2的产生
        1.5 GA通过提高玉米糊粉层中sodCp基因启动子区域乙酰化水平从而使其基因表达上升
    2 组蛋白脱乙酰酶(HDACs)是玉米糊粉层中赤霉素(GA)诱导的程序性细胞死亡(PCD)所必需的
        2.1 GA诱导玉米糊粉层中程序性细胞死亡
        2.2 GA诱导的玉米糊粉层程序性细胞死亡过程中组蛋白乙酰化修饰的变化
        2.3 HDACs调节玉米糊粉层程序性细胞死亡过程
        2.4 组蛋白脱乙酰酶位于GA介导的程序性细胞死亡途径中ROS信号传导的上游
        2.5 GA通过HDACs介导的ROS相关基因表达的改变来调节玉米糊粉层程序性细胞死亡过程
讨论
    1 玉米萌发过程中糊粉层的表观调控机制
        1.1 糊粉层中组蛋白乙酰化修饰对玉米种子萌发的影响
        1.2 糊粉层中组蛋白乙酰化修饰与sodCp基因的表达
    2 玉米糊粉细胞程序性死亡(PCD)的分子表观机理
        2.1 HDACs是GA诱导的玉米糊粉层程序性细胞死亡所必需的
        2.2 HDACs通过增加糊粉细胞中H_2O_2的含量引起玉米糊粉层程序性细胞死亡
    3 研究展望
参考文献
在读期间发表/待发表文章
致谢



本文编号：3656082