油菜素内酯和过氧化氢相互依赖促进保卫细胞淀粉降解和气孔开放
发布时间：2022-02-20 17:35
气孔是由两个高度特化的保卫细胞合围而成的孔隙。渗透压的改变引起保卫细胞收缩或膨胀进而导致气孔发生运动,这对于植物进行光合作用和蒸腾作用过程中的气体和水分交换至关重要。在经典的植物生理学中,关于调控气孔运动的机理存在两种假说:离子泵假说和淀粉-糖假说。随着分子生物学的不断深入研究,越来越多的实验数据支持离子泵假说,而对于淀粉-糖假说的实验证据却比较少。淀粉是植物体中碳水化合物的主要储存形式。为适应环境的改变,植物体内的淀粉会表现出相应合成或降解的反应。保卫细胞中的淀粉对气孔的运动起着关键的调控作用,其降解异常或不能降解都会导致植物气孔不能正常开放。保卫细胞中淀粉降解的时间和程度受到外界环境信号、体内激素信号及发育信号的精细调控,但其调控的分子机理目前还不太清楚。油菜素内酯（BR）是植物体内重要甾醇类激素,参与了植物的多个生长发育过程,并对植物的气孔运动起着关键的调控作用。本研究通过分子生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学等手段对BR诱导保卫细胞淀粉降解进而促进气孔开放的分子机制进行了探究,具体的研究结果如下:1.BR和BZR1参与调控保卫细胞淀粉降解和气孔开放过程为研究BR调控气孔运动的...
【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
符号说明
第一章 文献综述
1.1 淀粉代谢研究进展
1.1.1 叶肉细胞淀粉代谢
1.1.2 保卫细胞淀粉代谢
1.1.3 淀粉积累和降解模式
1.1.4 淀粉代谢在转录和转录后水平的调控
1.2 BR的相关研究进展
1.2.1 BR信号通路简介
1.2.2 BR与H_2O_2共同参与的生理过程
1.3 气孔运动相关研究进展
1.3.1 光对气孔运动的调控
1.3.2 淀粉-糖对气孔运动的调控
1.3.3 BR对气孔运动的调控
1.3.4 ROS对气孔运动的调控
1.4 立题依据及研究内容
第二章 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 载体和菌种
2.1.3 试剂和药品
2.1.4 主要仪器
2.2 实验方法
2.2.1 基因克隆与载体构建
2.2.2 质粒提取
2.2.3 大肠杆菌感受态制备
2.2.4 农杆菌感受态制备
2.2.5 大肠杆菌感受态转化
2.2.6 农杆菌感受态转化
2.2.7 植物生长培养条件
2.2.8 拟南芥基因组DNA提取
2.2.9 气孔开度测量实验
2.2.10 全叶淀粉含量测定
2.2.11 I_2-KI染色
2.2.12 mPS-PI染色
2.2.13 富集表皮细胞
2.2.14 RNA提取
2.2.15 反转录
2.2.16 原核蛋白表达纯化
2.2.17 Pull-down
2.2.18 免疫共沉淀(Co-IP)
2.2.19 染色质免疫共沉淀(ChIP)
2.2.20 内参比双分子荧光互补实验
2.2.21 FDA染色
第三章实验结果与分析
3.1 低浓度BR促进气孔开放
3.2 BR和BZR1参与保卫细胞淀粉降解
3.3 BR促进保卫细胞淀粉降解依赖H_20_2 59
3.4 低浓度H_20_2促进气孔开放依赖于BR
3.5 H_2O_2增强BZR1与GBF2的相互作用
3.6 BZR1和GBF2协同促进保卫细胞淀粉降解和气孔开放
3.7 GBF2和BZR1直接调控BAMI的表达
3.8 BAMI突变减弱BR和H_2O_2诱导的气孔开放
第四章讨论
4.1 BR和H_20_2可能增强BZR1转录活性促使保卫细胞淀粉降解
4.2 BR可能通过促进气孔的开放提高植物光合效率
4.3 K离子和苹果酸相互拮抗参与BR介导的气孔开放过程
4.4 CDL1和OST1不参与BR介导的气孔开放
4.5 蓝光可能参与BR信号转导
4.6 H_20_2可能在转录水平和转录后水平调控BAMI进而参与气孔运动
4.7 BR参与调控干旱胁迫响应
总结
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]Photoexcited phytochrome B interacts with brassinazole resistant 1 to repress brassinosteroid signaling in Arabidopsis[J]. Huixue Dong,Jie Liu,Guanhua He,Pan Liu,Jiaqiang Sun. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(05)
[2]Hydrogen peroxide functions as a secondary messenger for brassinosteroids-induced CO2 assimilation and carbohydrate metabolism in Cucumis sativus[J]. Yu-ping JIANG 1,Fei CHENG 1,Yan-hong ZHOU 1,Xiao-jian XIA 1,Wei-hua MAO 1,Kai SHI 1,Zhi-xiang CHEN 1,3,Jing-quan YU 1,2(1 Department of Horticulture,College of Agriculture and Biotechnology,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China)(2 Key Laboratory of Horticultural Plants Growth,Development and Quality Improvement,Ministry of Agriculture,Hangzhou 310058,China)(3 Department of Botany and Plant Pathology,Purdue University,West Lafayette 47907-2054,USA). Journal of Zhejiang University-Science B（Biomedicine & Biotechnology）. 2012(10)
[3]Recent Advances in the Regulation of Brassinosteroid Signaling and Biosynthesis Pathways[J]. Huaxun Ye,Lei Li and Yanhai Yin Department of Genetics,Development and Cell Biology,Iowa State University,Ames,Iowa 50011,USA Department of Genetics,Harvard Medical School,185 Cambridge St,CPZN7250,Boston MA 02114-2790,USA. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
本文编号：3635517
【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
符号说明
第一章 文献综述
1.1 淀粉代谢研究进展
1.1.1 叶肉细胞淀粉代谢
1.1.2 保卫细胞淀粉代谢
1.1.3 淀粉积累和降解模式
1.1.4 淀粉代谢在转录和转录后水平的调控
1.2 BR的相关研究进展
1.2.1 BR信号通路简介
1.2.2 BR与H_2O_2共同参与的生理过程
1.3 气孔运动相关研究进展
1.3.1 光对气孔运动的调控
1.3.2 淀粉-糖对气孔运动的调控
1.3.3 BR对气孔运动的调控
1.3.4 ROS对气孔运动的调控
1.4 立题依据及研究内容
第二章 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 载体和菌种
2.1.3 试剂和药品
2.1.4 主要仪器
2.2 实验方法
2.2.1 基因克隆与载体构建
2.2.2 质粒提取
2.2.3 大肠杆菌感受态制备
2.2.4 农杆菌感受态制备
2.2.5 大肠杆菌感受态转化
2.2.6 农杆菌感受态转化
2.2.7 植物生长培养条件
2.2.8 拟南芥基因组DNA提取
2.2.9 气孔开度测量实验
2.2.10 全叶淀粉含量测定
2.2.11 I_2-KI染色
2.2.12 mPS-PI染色
2.2.13 富集表皮细胞
2.2.14 RNA提取
2.2.15 反转录
2.2.16 原核蛋白表达纯化
2.2.17 Pull-down
2.2.18 免疫共沉淀(Co-IP)
2.2.19 染色质免疫共沉淀(ChIP)
2.2.20 内参比双分子荧光互补实验
2.2.21 FDA染色
第三章实验结果与分析
3.1 低浓度BR促进气孔开放
3.2 BR和BZR1参与保卫细胞淀粉降解
3.3 BR促进保卫细胞淀粉降解依赖H_20_2 59
3.4 低浓度H_20_2促进气孔开放依赖于BR
3.5 H_2O_2增强BZR1与GBF2的相互作用
3.6 BZR1和GBF2协同促进保卫细胞淀粉降解和气孔开放
3.7 GBF2和BZR1直接调控BAMI的表达
3.8 BAMI突变减弱BR和H_2O_2诱导的气孔开放
第四章讨论
4.1 BR和H_20_2可能增强BZR1转录活性促使保卫细胞淀粉降解
4.2 BR可能通过促进气孔的开放提高植物光合效率
4.3 K离子和苹果酸相互拮抗参与BR介导的气孔开放过程
4.4 CDL1和OST1不参与BR介导的气孔开放
4.5 蓝光可能参与BR信号转导
4.6 H_20_2可能在转录水平和转录后水平调控BAMI进而参与气孔运动
4.7 BR参与调控干旱胁迫响应
总结
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]Photoexcited phytochrome B interacts with brassinazole resistant 1 to repress brassinosteroid signaling in Arabidopsis[J]. Huixue Dong,Jie Liu,Guanhua He,Pan Liu,Jiaqiang Sun. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(05)
[2]Hydrogen peroxide functions as a secondary messenger for brassinosteroids-induced CO2 assimilation and carbohydrate metabolism in Cucumis sativus[J]. Yu-ping JIANG 1,Fei CHENG 1,Yan-hong ZHOU 1,Xiao-jian XIA 1,Wei-hua MAO 1,Kai SHI 1,Zhi-xiang CHEN 1,3,Jing-quan YU 1,2(1 Department of Horticulture,College of Agriculture and Biotechnology,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China)(2 Key Laboratory of Horticultural Plants Growth,Development and Quality Improvement,Ministry of Agriculture,Hangzhou 310058,China)(3 Department of Botany and Plant Pathology,Purdue University,West Lafayette 47907-2054,USA). Journal of Zhejiang University-Science B（Biomedicine & Biotechnology）. 2012(10)
[3]Recent Advances in the Regulation of Brassinosteroid Signaling and Biosynthesis Pathways[J]. Huaxun Ye,Lei Li and Yanhai Yin Department of Genetics,Development and Cell Biology,Iowa State University,Ames,Iowa 50011,USA Department of Genetics,Harvard Medical School,185 Cambridge St,CPZN7250,Boston MA 02114-2790,USA. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
本文编号：3635517
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3635517.html
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