高温胁迫下甜菜碱对番茄D1蛋白周转影响的研究

发布时间：2020-09-03 10:47

　　 高温胁迫是限制作物生长和产量的重要环境因子。光合作用是对高温最为敏感的代谢过程之一。植物光系统II(PSⅡ)是高温等多种胁迫伤害的关键部位,D1蛋白的正常周转是维持PSⅡ反应中心结构和功能所必需的。植物为了适应逆境胁迫,进化出多种应对非生物胁迫的机制,比如积累甜菜碱(GB)等。甜菜碱作为相容性物质,能够提高植物抗逆性。因此,研究高温胁迫下甜菜碱对D1蛋白周转的影响,将阐明甜菜碱提高光系统II耐热性的作用机制,具有重要的科学意义。本研究以野生型番茄和转cod A基因番茄为实验材料,探究高温胁迫下甜菜碱对番茄D1蛋白周转的影响。主要结果如下:(1)高温胁迫下,同野生型番茄相比,转cod A基因番茄维持了较高的光合速率(Pn)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)。(2)高温胁迫下,转cod A基因番茄维持了较高的D1蛋白从头合成相关基因(psb A、hcf173和hcf244)和D1蛋白降解相关基因(Fts H2、Deg5和Deg8)的表达量,加快了D1蛋白的周转。另外,甜菜碱能够减轻高温对D1蛋白的损伤,维持了较低的磷酸化D1蛋白含量。(3)高温胁迫下,转cod A基因番茄通过维持较高的抗氧化酶活性和较高的抗氧化酶相关基因的表达量,减少活性氧(ROS)的积累,减轻ROS对D1蛋白从头合成的抑制,从而维持了较高的D1蛋白含量。(4)高温胁迫下,转cod A基因番茄通过维持较高的HSP70含量,提高了转基因番茄的耐热性。(5)高温胁迫下,转cod A基因番茄维持了PSⅡ复合物的稳定性。以上结果表明,甜菜碱能够减轻高温对D1蛋白的损伤,维持D1蛋白的稳定性。高温胁迫下,在D1蛋白降解方面,甜菜碱能够维持较高的Fts H和Deg的表达,及时将受损的D1蛋白降解。在D1蛋白的从头合成方面,甜菜碱能够维持较高的psb A的表达,同时甜菜碱还能够抑制ROS的过量积累,减轻ROS对D1蛋白翻译过程的抑制,从而加快D1蛋白的从头合成。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S641.2
【部分图文】：

高等植物中psbA基因的表达调控（Muloetal.,2012）

D1蛋白的从头合成（Luetal.,2016）

高温处理对野生型番茄和转基因番茄光合速率和Fv/Fm的影响

【参考文献】

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本文编号：2811328