ROS、Caspase-3-like对穿叶眼子菜通气组织形成的影响
发布时间：2020-07-18 19:35
【摘要】：穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)是隶属于眼子菜科眼子菜属的一种多年生沉水植物。由于长期生长于水下的低氧环境,使得穿叶眼子菜根茎叶中演化形成发达的通气组织,以维持自身代谢所需氧气的供应。目前已知水生植物通气组织的形成是低氧引发植物细胞程序性死亡(PCD)的结果,但穿叶眼子菜体内通气组织的形成过程尚未进行研究,有关ROS和Caspase-like蛋白在错综复杂的信号网络中相互作用调控PCD的发生机制尚不清楚。本实验以沉水植物穿叶眼子菜为材料,利用石蜡切片技术,从时间和空间上分析其根、茎、叶通气组织的发生过程,通过外源添加DPI、AT及AC-DEVI-CHO,探究ROS及Caspase-3-like蛋白对其通气组织形成的影响,得到如下结果:穿叶眼子菜通气组织的形成过程划分为实心期、形成期、膨大期、成熟期四个时期。根通气组织由距根尖约0.3 mm处形成,成熟于约5mm处,四个时期的孔隙率分别为0.36%、3.28%、10.43%及15.41%;茎通气组织由距茎尖约0.6 mm处开始形成,并成熟于约2.4 mm处,四个时期的孔隙率分别为0.54%、10.90%、27.61%和57.58%,节处通气组织仅为3.62%;叶通气组织形成于靠近茎尖的第2-3片新生叶且仅形成于主叶脉。穿叶眼子菜通气组织的形成与植物体内活性氧产生有密切的关系。通过外源添加活性氧抑制剂DPI处理发现,ROS相关酶活的增加及H2O2含量的降低使通气组织的形成受到抑制,DPI处理浓度为1 μnol/L左右时抑制效果最明显,茎成熟期孔隙率仅为15.99%,约为CK的27.75%。通过外源添加活性氧诱导剂AT处理发现,抑制ROS相关酶活及增加H202含量将促进通气组织的形成,500(μmol/L的AT处理下茎成熟期孔隙率为64.70%,较CK增加了 12.26%。所以,ROS的存在对通气组织的形成具有促进作用。穿叶眼子菜通气组织的形成与植物体内Caspase-3-like蛋白活性也有密切的关系。DPI处理能够降低茎通气组织孔隙率及Caspase-3-like蛋白活性,AT处理能够增加茎通气组织孔隙率及Caspase-3-like蛋白活性,显示Caspase-3-like活性与茎通气组织孔隙率为正相关。另外,AC-DEVD-CHO与DPI或AT的交叉处理分别相较于DPI或AT的单独处理,能够显著降低Caspase-3-like活性及抑制通气组织的发育。表明Caspase-3-like在ROS介导的穿叶眼子菜通气组织的形成过程中起到重要作用。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q945
【图文】：
１．２通气组织研究进展逡逑１．２．１通气组织的分类逡逑通气组织（ａｅｒｅｎｃｈｙｍａ）（图１－２）是植物薄壁组织内一些气室或腔隙的集合，由位于外皮层与逡逑内皮层之间的一类特异的皮层细胞通过细胞程序性死亡（ＰＣＤ）过程而形成。通气组织因形成方逡逑式的不同可分为溶生型（ｌｙｓｉｇｅｎｏｕｓ）与裂生型（ｓｃｈｉｚｏｇｅｎｏｕｓ）两种［４Ａ６］；溶生型通气组织是由细胞的逡逑ＰＣＤ过程而形成；裂生型通气组织是在植物的正常发育过程中由于细胞的分离和分化形成，形成逡逑过程不伴随细胞的死亡。除了形成方式的不同，通气组织在形状上也有差异；通过对多种水生及逡逑湿地植物通气组织的研究［７，８，９］，发现茎中存在５种形状的通气组织：蜂窝状、车轮状、中空状、逡逑叶状、溶生气道，其中蜂窝状与车轮状在形态上有一定相似性；根中划分出３种常见类型：蜂窝逡逑状、径向溶解型及切向溶解型，２种罕见类型：车轮状及中空状。水生植物大多数器官中发育出逡逑比湿地植物更发达的通气组织，且通气组织的形成模式在属水平上是稳定的。通气组织具有空间逡逑大、维持植物结构所需组织少等特点，因此水生和湿地植物的根茎内均形成通气组织，从而在水逡逑淹情况下能够向根部运输氧气
２．１实验材料、试剂及仪器逡逑２．１．１材料的培养与选取逡逑实验材料为穿叶眼子菜，通过植物组织培养的方法培养其无菌苗（图２－１）。培养条件为ＭＳ逡逑基础培养基及无菌水，室温光照１２邋ｈ／ｄ。逡逑？媝＿逡逑图２－１穿叶眼子菜无菌苗培养体系逡逑ａ：穿叶眼子菜植株，ｂ：无菌苗接种初期，ｃ：无菌苗生根期，ｄ：无菌苗生长期逡逑ｔ’ｉｇ．２－１邋尸咖”的坪伽ａｓｅｐｔｉｃ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ邋ｃｕｌｔｕｒｅ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑ｄｉ＇Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎ邋ｐｅｒｆｏｌｉａｔｕｓ邋ｐｌａｎｔ；邋ｂ：ｉｌｌＯＣｌｉｌａｔｅ邋ｉｎｉｔｉａｌ邋ｓｔａｇｅ邋ｏｆ邋ａｓｅｐｔｉｃ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ；邋ｃ：ｒｏｏｔｉｎｇ邋ｐｅｒｉｏｄ邋ｏｆ邋ａｓｅｐｔｉｃ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ；邋ｄ：ｖｅｇｅｔａｔｉｖｅ逡逑ｐｅｒｉｏｄ邋ｏｆ邋ａｓｅｐｔｉｃ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ．逡逑培养方法为：将采集的穿叶眼子菜茎用清水冲洗３０邋ｍｍ至１邋ｈ邋（图２－ｌａ），剪为７邋ｃｍ左右茎逡逑段，用７０％酒精消毒１５－３０邋ｓ，然后无菌水冲洗２－３次，０．１％升汞处理４０邋ｓ至１．５邋ｒａｉｎ，无菌水冲逡逑洗５－６次，将茎段接入ＭＳ培养基内（图２－ｌｂ），待转接茎段生根后向培养基内加入适量的灭菌逡逑水（图２－ｌｃ），以淹没植物顶端为宜；当新生茎长度达到５邋ｅｒａ左右即可取材（图２－ｌｄ），取长逡逑度为１．５邋ｃｍ左右除去叶片的新生茎尖及距茎尖４邋ｃｍ左右的成熟叶片。逡逑２．１．２试剂逡逑无水乙醇，二甲苯，番红，固绿。逡逑２．１．３主要仪器逡逑表２－１主要仪器逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－１邋Ｍａｉｎ邋ａｐｐａｒａｔｕｓ逡逑逦仪器名称逦逦逡逑石蜡切片机逦ＬＥＩＣＡ
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｌｅｔｔｅｒｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｆｉｇｕｒｅ邋ｉｎｄｉｃａｔｅ邋ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ邋（Ｐ＜０．０５），ｎ＝６．逡逑２．３．２穿叶眼子菜茎的结构逡逑通过对穿叶眼子菜茎纵切（图２－４ａ）的观察，其茎的结构包括表皮、皮层及维管柱，直径随逡逑距茎尖距离的增加而变大。通气组织发达，存在于内皮层与表皮之间，且主要存在于节间（图２－４ｃ，逡逑ｅ），而节处（图２－４ｂ，邋ｄ）的皮层细胞排列紧密仅形成少量且腔隙小的通气组织，孔隙度约为３．６２％逡逑（图２－６）。通气组织在距莲尖约０．６邋ｍｍ处开始形成，并随着距茎尖距离的增加其通气组织腔逐逡逑渐增大最终在约２．４邋ｍｍ处形成成熟的通气组织。通过节间（图２－４ｃ
本文编号：2761335
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q945
【图文】：
１．２通气组织研究进展逡逑１．２．１通气组织的分类逡逑通气组织（ａｅｒｅｎｃｈｙｍａ）（图１－２）是植物薄壁组织内一些气室或腔隙的集合，由位于外皮层与逡逑内皮层之间的一类特异的皮层细胞通过细胞程序性死亡（ＰＣＤ）过程而形成。通气组织因形成方逡逑式的不同可分为溶生型（ｌｙｓｉｇｅｎｏｕｓ）与裂生型（ｓｃｈｉｚｏｇｅｎｏｕｓ）两种［４Ａ６］；溶生型通气组织是由细胞的逡逑ＰＣＤ过程而形成；裂生型通气组织是在植物的正常发育过程中由于细胞的分离和分化形成，形成逡逑过程不伴随细胞的死亡。除了形成方式的不同，通气组织在形状上也有差异；通过对多种水生及逡逑湿地植物通气组织的研究［７，８，９］，发现茎中存在５种形状的通气组织：蜂窝状、车轮状、中空状、逡逑叶状、溶生气道，其中蜂窝状与车轮状在形态上有一定相似性；根中划分出３种常见类型：蜂窝逡逑状、径向溶解型及切向溶解型，２种罕见类型：车轮状及中空状。水生植物大多数器官中发育出逡逑比湿地植物更发达的通气组织，且通气组织的形成模式在属水平上是稳定的。通气组织具有空间逡逑大、维持植物结构所需组织少等特点，因此水生和湿地植物的根茎内均形成通气组织，从而在水逡逑淹情况下能够向根部运输氧气
２．１实验材料、试剂及仪器逡逑２．１．１材料的培养与选取逡逑实验材料为穿叶眼子菜，通过植物组织培养的方法培养其无菌苗（图２－１）。培养条件为ＭＳ逡逑基础培养基及无菌水，室温光照１２邋ｈ／ｄ。逡逑？媝＿逡逑图２－１穿叶眼子菜无菌苗培养体系逡逑ａ：穿叶眼子菜植株，ｂ：无菌苗接种初期，ｃ：无菌苗生根期，ｄ：无菌苗生长期逡逑ｔ’ｉｇ．２－１邋尸咖”的坪伽ａｓｅｐｔｉｃ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ邋ｃｕｌｔｕｒｅ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑ｄｉ＇Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎ邋ｐｅｒｆｏｌｉａｔｕｓ邋ｐｌａｎｔ；邋ｂ：ｉｌｌＯＣｌｉｌａｔｅ邋ｉｎｉｔｉａｌ邋ｓｔａｇｅ邋ｏｆ邋ａｓｅｐｔｉｃ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ；邋ｃ：ｒｏｏｔｉｎｇ邋ｐｅｒｉｏｄ邋ｏｆ邋ａｓｅｐｔｉｃ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ；邋ｄ：ｖｅｇｅｔａｔｉｖｅ逡逑ｐｅｒｉｏｄ邋ｏｆ邋ａｓｅｐｔｉｃ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ．逡逑培养方法为：将采集的穿叶眼子菜茎用清水冲洗３０邋ｍｍ至１邋ｈ邋（图２－ｌａ），剪为７邋ｃｍ左右茎逡逑段，用７０％酒精消毒１５－３０邋ｓ，然后无菌水冲洗２－３次，０．１％升汞处理４０邋ｓ至１．５邋ｒａｉｎ，无菌水冲逡逑洗５－６次，将茎段接入ＭＳ培养基内（图２－ｌｂ），待转接茎段生根后向培养基内加入适量的灭菌逡逑水（图２－ｌｃ），以淹没植物顶端为宜；当新生茎长度达到５邋ｅｒａ左右即可取材（图２－ｌｄ），取长逡逑度为１．５邋ｃｍ左右除去叶片的新生茎尖及距茎尖４邋ｃｍ左右的成熟叶片。逡逑２．１．２试剂逡逑无水乙醇，二甲苯，番红，固绿。逡逑２．１．３主要仪器逡逑表２－１主要仪器逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－１邋Ｍａｉｎ邋ａｐｐａｒａｔｕｓ逡逑逦仪器名称逦逦逡逑石蜡切片机逦ＬＥＩＣＡ
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｌｅｔｔｅｒｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｆｉｇｕｒｅ邋ｉｎｄｉｃａｔｅ邋ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ邋（Ｐ＜０．０５），ｎ＝６．逡逑２．３．２穿叶眼子菜茎的结构逡逑通过对穿叶眼子菜茎纵切（图２－４ａ）的观察，其茎的结构包括表皮、皮层及维管柱，直径随逡逑距茎尖距离的增加而变大。通气组织发达，存在于内皮层与表皮之间，且主要存在于节间（图２－４ｃ，逡逑ｅ），而节处（图２－４ｂ，邋ｄ）的皮层细胞排列紧密仅形成少量且腔隙小的通气组织，孔隙度约为３．６２％逡逑（图２－６）。通气组织在距莲尖约０．６邋ｍｍ处开始形成，并随着距茎尖距离的增加其通气组织腔逐逡逑渐增大最终在约２．４邋ｍｍ处形成成熟的通气组织。通过节间（图２－４ｃ
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1 王晨;ROS、Caspase-3-like对穿叶眼子菜通气组织形成的影响[D];宁夏大学;2019年
本文编号：2761335
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