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UV-B光调控拟南芥成苗生长的机制研究

2020-12-02阅读(109)

UV-B光调控拟南芥成苗生长的机制研究

论文摘要

在植物的整个生活史中,光作为一种非生物因素对植物的生长发育起着重要的调控作用。在植物可接受的光谱中,波长为218-350 nm的光称为UV-B光,拟南芥中感知UV-B光的受体蛋白称为UV RESISTANCE LOCUS 8（UVR8）。研究发现长波长低剂量的UV-B光可以作为一种信号分子调控植物的生长发育,如抑制幼苗下胚轴的伸长和诱导植物花青素积累,而这些过程与光受体UVR8的活性紧密相关。但是,人们对于UVR8介导的UV-B光对拟南芥生长发育调控的分子机制还不是很清楚。在课题组前期对拟南芥UVR8的研究过程中,我们发现蛋白复合体Evening Complex（EC）的亚基ELF4可能与UVR8有互作关系。EC是拟南芥昼夜节律振荡器的重要组分,由EARLY FLOWERING3（ELF3）、EARLY FLOWERING 4（ELF4）和LUXARRHYTHMO（LUX）3个蛋白组成。在本文中,我们利用荧光素酶互补成像技术和体外共沉淀实验验证了UVR8与EC的3个亚基有直接相互作用关系;在拟南芥成苗营养生长阶段,我们观察EC单个亚基突变体和转基因材料在UV-B光下的表型,发现EC的3个亚基作为正调控因子,参与UV-B光抑制的叶柄伸长过程;我们通过生化实验发现UV-B光抑制调控细胞生长相关基因的表达,且依赖于光受体UVR8和EC的3个亚基;在拟南芥生殖生长阶段,EC的3个亚基作为正调控因子,参与UV-B光抑制的开花过程;UV-B光抑制调控开花相关基因的表达,且依赖于光受体UVR8和EC的3个亚基;在光形态建成阶段,EC的亚基ELF3和LUX不参与UV-B光诱导的光形态建成,而ELF4作为负调控因子参与UV-B光诱导的光形态建成,与其在UV-B光调控植物生长的成苗阶段中的功能相反。总之,本文揭示了EC的亚基在UVR8介导的UV-B光调控植物生长,尤其是调控成苗生长过程中的重要功能,初步阐述了UV-B光调控拟南芥成苗生长的分子机制。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  •   1.1 UV-B光调控植物生长概述
  •     1.1.1 UV-B光受体UVR8
  •       1.1.1.1 UVR8始结构
  •       1.1.1.2 UVR8的亚细胞定位
  •     1.1.2 UVR8介导的UV-B光信号转导机制
  •     1.1.3 UVR8介导的UV-B光对植物生长发育的调控
  •   1.2 EC在拟南芥中的研究概述
  •     1.2.1 EC各个亚基的功能概述
  •     1.2.2 EC对植物生长发育的调控
  •   1.3 实验目的和实验意义
  •     1.3.1 实验目的
  •     1.3.2 实验意义
  • 第二章 材料与方法
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 植物材料
  •       2.1.1.1 拟南芥
  •       2.1.1.2 本氏烟草
  •     2.1.2 菌株与载体
  •     2.1.3 实验仪器与试剂
  •       2.1.3.1 实验仪器
  •       2.1.3.2 实验试剂
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 拟南芥植物培养与UV-B光处理条件
  •       2.2.1.1 拟南芥生长繁殖培养条件
  •       2.2.1.2 UV-B处理条件
  •     2.2.2 DNA提取与基因型鉴定
  •       2.2.2.1 DNA的提取
  •       2.2.2.2 基因型鉴定
  •     2.2.3 载体构建
  •     2.2.4 拟南芥总蛋白的提取
  •     2.2.5 免疫印迹
  •     2.2.6 拟南芥转基因材料的获得
  •       2.2.6.1 农杆菌介导的遗传转化
  •       2.2.6.2 拟南芥转基因植株的筛选
  •     2.2.7 拟南芥总RNA的提取
  •       2.2.7.1 拟南芥材料的培养
  •       2.2.7.2 总RNA的提取
  •     2.2.8 反转录与实时定量PCR
  •       2.2.8.1 RNA反转录
  •       2.2.8.2 实时定量PCR
  •     2.2.9 原核表达蛋白纯化
  •       2.2.9.1 原核表达蛋白非变性纯化
  •       2.2.9.2 原核表达蛋白变性纯化
  •     2.2.10 荧光素酶互补成像实验
  •     2.2.11 体外共沉淀实验
  •     2.2.12 叶柄长度的测量
  •     2.2.13 抽薹时间统计
  •     2.2.14 下胚轴长度的测量
  • 第三章 结果
  •   3.1 EC的3个亚基与UVR8存在相互作用关系
  •   3.2 EC单个亚基突变体的鉴定及过表达株系的获得
  •     3.2.1 EC单个亚基突变体的鉴定
  •     3.2.2 EC单个亚基过表达株系的获得与功能验证
  •   3.3 EC亚基参与UVR8介导的UV-B光抑制叶柄伸长过程
  •   3.4 EC亚基参与UVR8介导的UV-B光抑制开花过程
  •   3.5 EC亚基在UV-B调控的光形态建成中的研究
  • 第四章 讨论
  •   4.1 EC亚基在UV-B光调控植物生长发育中的功能
  •   4.2 EC亚基参与UV-B光调控植物生长的机制研究
  • 第五章 结论与展望
  •   5.1 结论
  •   5.2 不足与展望
  • 参考文献
  • 论文发表情况
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 刘鑫

    导师: 黄烯

    关键词: 植物生长

    来源: 厦门大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 厦门大学

    分类号: Q945

    总页数: 74

    文件大小: 4782K

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