鋁脅迫下NO對(duì)大豆根系檸檬酸分泌的調(diào)控機(jī)制.pdf

1、單位代碼10476學(xué)號(hào)1504183045分類號(hào)：Q291lIIIIIIIIIIIIfltllIIIY3436586河南衙箏乏大學(xué)碩士學(xué)位論文鋁脅迫下NO對(duì)大豆根系檸檬酸分泌的調(diào)控機(jī)制學(xué)科、專業(yè)研究方向申r請(qǐng)學(xué)位類別申；請(qǐng)人指導(dǎo)教師：生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)：植物抗逆與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：理學(xué)碩士：侯俊杰：王華華副教授二。一八年五月摘要酸性土壤(pH50)中，鋁脅迫是制約植物生長(zhǎng)和農(nóng)作物產(chǎn)量的主要限制因子。植物能夠分泌有機(jī)酸(如檸檬酸、草酸、蘋果酸)來(lái)

2、緩解鋁毒害。一氧化氮(NO)不僅參與了植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控，在逆境脅迫中也扮演著重要角色。實(shí)驗(yàn)室前期研究結(jié)果表明，NO參與了鋁誘導(dǎo)的根系檸檬酸的分泌。但是，對(duì)于NO是如何調(diào)控檸檬酸分泌的機(jī)制還不清楚。本研究以大豆為實(shí)驗(yàn)材料，探究了鋁脅迫下檸檬酸代謝途徑和檸檬酸轉(zhuǎn)運(yùn)兩個(gè)方面與根系檸檬酸分泌的關(guān)系，并進(jìn)一步研究了鋁脅迫下NO對(duì)檸檬酸代謝途徑和檸檬酸轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)節(jié)作用。主要結(jié)果如下：1、鋁脅迫下大豆根系檸檬酸分泌模式結(jié)果顯示，隨著鋁濃度(0、10、

3、25、50、100gM)的增加和處理時(shí)間(O、3、6、9、12、24h)的延長(zhǎng)根系檸檬酸分泌量逐漸增加；根尖分段(O5、510、10—15、1520mm)結(jié)果顯示，鋁脅迫下檸檬酸分泌主要集中在根尖05mm區(qū)域。說(shuō)明鋁脅迫誘導(dǎo)了根系檸檬酸的分泌。2、鋁脅迫處理增強(qiáng)了根尖檸檬酸合成酶(CS)活性，抑制了順烏頭酸酶(ACO)的活性；qRTPCR結(jié)果顯示，鋁脅迫處理增強(qiáng)了CS和ACO基因表達(dá)水平。鋁脅迫下運(yùn)用CS抑制劑(Sur)處理顯著降低了根

4、系檸檬酸的分泌量，而運(yùn)用ACO抑制劑(FcA)處理則顯著增強(qiáng)了根系檸檬酸的分泌量。說(shuō)明檸檬酸代謝途徑參與了鋁誘導(dǎo)的檸檬酸分泌。3、鋁脅迫處理增強(qiáng)了根尖質(zhì)膜WATPase活性和基因表達(dá)水平。鋁脅迫下運(yùn)用質(zhì)膜一ATPase激活劑(Fus)處理增強(qiáng)了酶活性和根系檸檬酸的分泌量，而用質(zhì)膜HATPase抑制劑(Va)處理后，質(zhì)膜HATPase的酶活性降低，大豆根系檸檬酸的分泌量減少。說(shuō)明質(zhì)膜礦一ATPase參與了鋁誘導(dǎo)的檸檬酸分泌。4、利用生物信

5、息學(xué)手段，從大豆117個(gè)MATE基因中篩選出了2個(gè)鋁脅迫響應(yīng)的檸檬酸轉(zhuǎn)運(yùn)子候選基因MATEl3(Glyma02G1818001)和MATE47(Glyma09G1028001)。qRTPCR分析結(jié)果顯示，鋁脅迫處理主要增強(qiáng)了根中MATEl3和MATE47的表達(dá)水平。亞細(xì)胞定位顯示MATEl3和MATE47位于細(xì)胞膜上。在爪蟾卵母細(xì)胞中表達(dá)MATEl3和MATE47并微注射C14標(biāo)記的檸檬酸發(fā)現(xiàn)，MATEl3和MATE47可以介導(dǎo)檸檬酸的