盐胁迫下NO和蛋白质S-亚硝基化对番茄幼苗生长发育的影响
发布时间：2021-01-10 03:30
一氧化氮（NO）作为重要的信号分子,参与了许多植物的生长发育和抗逆过程。同时,研究表明NO可以调控一些抗性基因的表达来响应植物的逆境胁迫。此外,NO还可通过翻译后修饰S-亚硝基化修饰调控靶蛋白活性、亚细胞定位和功能。本试验探讨了NO和S-亚硝基化通过调控蛋白或差异表达基因参与调控盐胁迫番茄幼苗生长发育的关系。结果表明:（1）150 mM NaCl处理与对照相比显著抑制了番茄幼苗的株高,叶面积和总根长,其中株高降低了28%。10?M NO供体GSNO能够明显缓解盐胁迫对番茄幼苗生长的抑制,但加入NO清除剂cPTIO后,NO的对盐胁迫的缓解作用明显减弱。（2）150 mM NaCl处理下番茄幼苗叶片中NO含量提高了,为对照的两倍,NO的供体可以增强盐胁迫对内源NO含量的诱导作用,比对照增加了193%,而cPITO削弱了盐胁迫诱导生成NO的能力。同时,盐胁迫和GSNO皆增强了内源SNOs含量、GSNOR活性、GSNOR基因表达和蛋白质S-亚硝基化水平。（3）利用生物素转换法对发生亚硝基化的蛋白进行质谱分析,盐胁迫下的亚硝基化蛋白数目最多,Control、NaCl、NaCl+GSNO分别鉴定到...
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物盐分胁迫耐受机制的通用示意图(引自[18]
盐胁迫下NO和蛋白质S-亚硝基化对番茄幼苗生长发育的影响13其机制仍需要更多研究来阐述。图1-2.植物NO合成途径(引自[42])Figure1-2.AgeneralizedschematicrepresentationofNOsynthesispathwaysinplants2.2一氧化氮的调控植物生长发育与逆境响应在许多植物物种中已经证明了NO在植物周期中几乎所有生理过程中的重要意义。其中一些过程包括种子和花粉萌发，根系发育和植物生长，气孔运动，衰老，花发育和果实成熟[46]。以豌豆（Pisumsativum）植物为例，在叶片衰老过程中叶绿素的特征性丧失之后，NO含量也降低[46]。同样的现象在加利福利亚辣椒中也观察到了，随着辣椒变红，NO含量明显降低，故NO可能参与了果实成熟及色泽转换的调控[49]。实际上，已经在暴露于多种胁迫反应的几种植物中观察到内源性NO积累的增加，这提供了内源性NO实际上可能参与植物胁迫反应的证据[50]。外源NO通过减少水分胁迫植物的气孔开放，膜损伤和脂质过氧化作用来提高干旱耐受性[50]。NO供体SNP可通过诱导气孔关闭，降低蒸腾速率从而增强叶片对水分的耐受性，从而减少叶片水分流失和蛋白质合成，增强光合作用，并增加了ROS清除酶的活性[51]。不仅如此，NO还有助于在干旱条件下保持高液泡浓度的渗透活性溶质和氨基酸。NO促进了干旱引起的稻，银杏和小麦的游离脯氨酸积累同样，在干旱胁迫的玉米叶片中，NO介导的甜菜碱醛脱氢酶活性也促进了甘氨酸甜菜碱的积累[50]。同样，高温处理增加了烟草和药用烟草叶片的NO水平。尽管外源NO能够减少热诱导的细胞损伤，但cPTIO消耗内源性NO的水平却逆转了这些有益的作用[50]。在重金属胁迫响应过程中，NO可通过上调抗氧化剂防御能力，调节细胞中游离金属的浓度或通过减轻植物中的重金属胁迫来减轻植物中的重
甘肃农业大学2020届硕士学位论文142.3一氧化氮调信号转导途径植物NO的作用机制大致为：NO与Ca2+信号的交叉反应和MAPK信号级联途径(图1-3)。Ca2+信号和NO信号相互交叉影响，共同调节植物的多种生理和生长发育过程以及抗逆性响应[48]。此外，NO通过对Ca2+库膜蛋白、转运体或离子通道蛋白的翻译后修饰，激活（或抑制）Ca2+通道[53]。最近的一些研究也暗示了MAPK级联反应与NO信号转导的复杂交叉[54]。ABA和H2O2能够诱导玉米叶片中NO的产生，并激活一个46kDa的MAPK[55]。在拟南芥中SIPK的同源蛋白MPK6能够调控H2O2诱导产生NO的过程，主要依赖MPK6对NIA2进行磷酸化激活NIA2的活性来完成[56]。此外，NO可通过酪氨酸（Tyr）硝化，金属亚硝基化或S-亚硝基化直接从翻译后水平修饰多种蛋白质[57]，进而调控一些生理生化反应。图1-3.植物NO信号转导途径(引自[42])Figure1-3.SchematicrepresentationofnitricNOsignalinginplantcells3蛋白质S-亚硝基化蛋白巯基亚硝基化，即NO通过对靶蛋白的半胱氨酸（Cys）巯基（-SH）进行修饰，生成亚硝基硫醇（SNO），进而实现氧化还原信号转导调控的过程[58]。研究表明NO可以以多种活性状态的形式存在植物体内，包括亚硝基阳离子（NO
本文编号：2967971
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
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植物盐分胁迫耐受机制的通用示意图(引自[18]
盐胁迫下NO和蛋白质S-亚硝基化对番茄幼苗生长发育的影响13其机制仍需要更多研究来阐述。图1-2.植物NO合成途径(引自[42])Figure1-2.AgeneralizedschematicrepresentationofNOsynthesispathwaysinplants2.2一氧化氮的调控植物生长发育与逆境响应在许多植物物种中已经证明了NO在植物周期中几乎所有生理过程中的重要意义。其中一些过程包括种子和花粉萌发，根系发育和植物生长，气孔运动，衰老，花发育和果实成熟[46]。以豌豆（Pisumsativum）植物为例，在叶片衰老过程中叶绿素的特征性丧失之后，NO含量也降低[46]。同样的现象在加利福利亚辣椒中也观察到了，随着辣椒变红，NO含量明显降低，故NO可能参与了果实成熟及色泽转换的调控[49]。实际上，已经在暴露于多种胁迫反应的几种植物中观察到内源性NO积累的增加，这提供了内源性NO实际上可能参与植物胁迫反应的证据[50]。外源NO通过减少水分胁迫植物的气孔开放，膜损伤和脂质过氧化作用来提高干旱耐受性[50]。NO供体SNP可通过诱导气孔关闭，降低蒸腾速率从而增强叶片对水分的耐受性，从而减少叶片水分流失和蛋白质合成，增强光合作用，并增加了ROS清除酶的活性[51]。不仅如此，NO还有助于在干旱条件下保持高液泡浓度的渗透活性溶质和氨基酸。NO促进了干旱引起的稻，银杏和小麦的游离脯氨酸积累同样，在干旱胁迫的玉米叶片中，NO介导的甜菜碱醛脱氢酶活性也促进了甘氨酸甜菜碱的积累[50]。同样，高温处理增加了烟草和药用烟草叶片的NO水平。尽管外源NO能够减少热诱导的细胞损伤，但cPTIO消耗内源性NO的水平却逆转了这些有益的作用[50]。在重金属胁迫响应过程中，NO可通过上调抗氧化剂防御能力，调节细胞中游离金属的浓度或通过减轻植物中的重金属胁迫来减轻植物中的重
甘肃农业大学2020届硕士学位论文142.3一氧化氮调信号转导途径植物NO的作用机制大致为：NO与Ca2+信号的交叉反应和MAPK信号级联途径(图1-3)。Ca2+信号和NO信号相互交叉影响，共同调节植物的多种生理和生长发育过程以及抗逆性响应[48]。此外，NO通过对Ca2+库膜蛋白、转运体或离子通道蛋白的翻译后修饰，激活（或抑制）Ca2+通道[53]。最近的一些研究也暗示了MAPK级联反应与NO信号转导的复杂交叉[54]。ABA和H2O2能够诱导玉米叶片中NO的产生，并激活一个46kDa的MAPK[55]。在拟南芥中SIPK的同源蛋白MPK6能够调控H2O2诱导产生NO的过程，主要依赖MPK6对NIA2进行磷酸化激活NIA2的活性来完成[56]。此外，NO可通过酪氨酸（Tyr）硝化，金属亚硝基化或S-亚硝基化直接从翻译后水平修饰多种蛋白质[57]，进而调控一些生理生化反应。图1-3.植物NO信号转导途径(引自[42])Figure1-3.SchematicrepresentationofnitricNOsignalinginplantcells3蛋白质S-亚硝基化蛋白巯基亚硝基化，即NO通过对靶蛋白的半胱氨酸（Cys）巯基（-SH）进行修饰，生成亚硝基硫醇（SNO），进而实现氧化还原信号转导调控的过程[58]。研究表明NO可以以多种活性状态的形式存在植物体内，包括亚硝基阳离子（NO
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