TOR信号在番茄幼苗生长发育及蔗糖代谢中的调控作用

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haoxiaoye
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
番茄(Solanum lycopersicum)作为现代研究中重要的模式植物以及重要的蔬菜作物,其产量和品质是人们关注的重点,而番茄的产量和品质与蔗糖代谢有着密不可分的关系。TOR作为一种信号分子,通过对多种信号的响应,调节植物的许多生理过程,从而调节植物的生长发育,是植物生长和代谢中的重要因子。但是TOR信号对番茄蔗糖代谢的调控还缺乏系统的研究,因此本研究首先通过外施TOR抑制剂AZD8055和激活剂MHY1485确定TOR信号在番茄幼苗生长发育中的作用。然后通过外施TOR抑制剂AZD8055和激活剂MHY1485探究TOR信号对番茄蔗糖代谢的调控作用,最后构建了Sl TOR沉默株系进一步研究TOR信号对番茄蔗糖代谢的调控。本研究为进一步明确番茄蔗糖代谢的机制提供理论基础。主要研究结果如下:(1)对番茄种子外施TOR抑制剂AZD8055和激活剂MHY1485,测定种子的发芽率、转绿率、下胚轴长、鲜重、根长、叶面积等生长指标,结果表明AZD8055抑制了番茄种子的发芽、转绿、鲜重、根长和下胚轴长,叶面积减小;MHY1485促进了番茄种子的发芽、转绿和根长生长,促进了叶面积扩大,说明TOR信号能促进番茄种子的萌发和幼苗的生长发育。(2)对两叶一心期的番茄幼苗外施AZD8055和MHY1485,测定了光合色素含量、光合作用相关参数及荧光参数,结果表明TOR抑制剂AZD8055处理后番茄叶片的光合色素含量降低,激活剂MHY1485处理后则升高。TOR抑制剂AZD8055处理后番茄叶片的光合作用被抑制,激活剂MHY1485处理促进了番茄叶片的光合作用。无论是抑制剂AZD8055还是激活剂MHY1485处理对番茄叶片的荧光参数都没有显著影响。另外发现光合作用的变化主要由气孔因素导致。进一步测定了番茄叶片淀粉含量、可溶性糖含量、蔗糖代谢相关酶的活性、蔗糖代谢相关酶基因的表达情况及Sl TOR的表达情况,结果表明TOR抑制剂处理后番茄叶片中蔗糖和淀粉含量下降,葡萄糖和果糖的含量升高,番茄叶片中蔗糖磷酸合成酶和中性转化酶的活性降低,蔗糖合成酶和酸性转化酶的活性升高,Sl SPS、Sl SS、Sl TIV1、Sl TOR的表达量均下降;TOR激活剂处理后番茄叶片淀粉和蔗糖含量升高,葡萄糖和果糖含量下降,提高了番茄叶片中蔗糖磷酸合成酶和中性转化酶活性,同时TOR激活剂使蔗糖合成酶和酸性转化酶活性降低,Sl SPS、Sl SS、Sl TIV1、Sl TOR的表达量均升高。说明TOR信号在番茄的蔗糖代谢中起作用。(3)通过沉默Sl TOR进一步验证TOR信号对番茄蔗糖代谢的调控作用。将番茄Sl TOR基因沉默,获得Sl TOR沉默株系,测定叶片光合色素含量、光合作用相关参数及荧光参数,结果表明沉默植株中番茄叶片的光合色素含量较野生型显著降低,沉默株系叶片中光合作用相关的参数也被抑制,而荧光参数没有显著变化。同样也测定了可溶性糖含量、淀粉含量、蔗糖代谢相关酶的活性及蔗糖代谢相关酶基因的表达情况,结果表明沉默株系中叶片蔗糖含量和淀粉含量下降,葡萄糖和果糖的含量升高,番茄叶片中蔗糖磷酸合成酶和中性转化酶的活性降低,蔗糖合成酶和酸性转化酶的活性升高,Sl SPS、Sl SS、Sl TIV1的表达量均下降,说明TOR信号会通过调控蔗糖代谢的相关基因表达及酶活性调控番茄的蔗糖代谢。
其他文献
昆虫黑色素合成及沉积与体色形成、免疫防御、表皮黑化及硬化等生理活动密切相关,不同种昆虫黑色素合成通路也不尽相同。昆虫黑化反应始于酪氨酸,酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)催化酪氨酸(Tyrosine)生成多巴(Dopa),多巴经多巴脱羧酶(Dopa decarboxylase,DDC)的作用形成多巴胺(Dopamine),再经由N-乙酰基转移酶(Arylalkylami
学位
丽蘑属(Calocybe Pat.)隶属于真菌界(Fungi)、担子菌门(Basidiomycotina)、伞菌目(Agaricales)、离褶伞科(Lyophyllaceae),广泛分布在温带地区和亚热带地区。该属真菌分类混乱,属下分类具有较大争议,多年来属内物种经历了许多次变化,目前Index Fungorum收录了57个丽蘑属物种有效名称,经调查中国报道过的丽蘑属物种有16个。本研究基于不同
学位
玉米作为我国重要的粮食作物、饲料作物和能源作物,其丰歉对我国的粮食安全、畜禽产品和能源供应安全有着重要的影响。玉米产量受很多因素影响,其中大斑病(Northern Corn Leaf Blight,NCLB)是影响玉米产量的常见病害。玉米大斑病抗性属于数量性状,通过QTL(quantitative trait loci,数量性状基因座)定位、GWAS(Genome-wide association
学位
玉米的种植面积、产量均居我国粮食作物之首,但部分地区机械收获水平较为落后,这就呈现出了种植面积和产量与机械收获水平严重不平衡的局面。影响机械化收获的主要原因是我国广泛种植的玉米品种普遍存在收获时籽粒含水量高的缺点。而苞叶包裹在果穗外部,其层数的多少直接影响收获期玉米籽粒含水量。但是,到目前为止,国内外对于控制玉米苞叶层数的关键基因的定位与克隆的相应报道较少。本研究以2个连锁群体和1个关联群体为材料
学位
节肢动物胞内共生菌沃尔巴克氏体(Wolbachia)是目前已知的分布最广、丰度最大的共生细菌类群。参与调控多种宿主生殖表型,包括细胞质不亲和(CI)、雌性化(F)、杀雄(MK)和孤雌生殖(PI),被认为与性别决定和物种形成等进化生物学问题密切相关,在害虫生物防治领域也具有广阔的应用前景。目前,有关二者互作机制的研究多集中于CI方面,对于PI的研究知之甚少。ANK是自然界中常见的介导蛋白质与蛋白质相
学位
CRISPR-Cas是存在于细菌和古细菌中用来防御外源DNA入侵的获得性免疫系统。根据这一特点,科学家基于化脓链球菌(Streptococcus pyogenes)的Cas9(即SpyCas9)开发出了基因编辑系统。由于SpyCas9具有设计简单、操作简便、周期短、成本低等优势,短时间内迅速风靡全球生物、医学及其它相关实验室。目前,SpyCas9作为一种强有力的基因编辑工具已应用于医疗、农业、畜牧
学位
甜瓜枯萎病是甜瓜生产中常见的土传病害,发病率高达50-70%,严重制约着甜瓜产业的发展。农业防治上多采用化学防治,但化学药剂易污染环境,降低甜瓜的品质,同时长期大量和无限制使用还易使病原菌产生抗药性,因此在生产上需要即对环境无污染又对植物无不良影响的防治方法。纳米银(Silver Nanoparticles,AgNPs)已经被证明是有效地抗菌剂,可以利用生物合成法合成纳米银,结合生防木霉菌进行甜瓜
学位
大豆胞囊线虫作为危害经济作物的重要病原物之一,在全球范围内对大豆生产造成了不可挽回的损失。近年来,具有环境友好、对人体无毒无害且高防效等优势的生物防治技术成为炙手可热的研究热点。已有研究表明植物可通过调控细胞壁抗性抵御外界胁迫,抑制细胞壁的降解或木质化从而阻止营养物质的运输起到对抗外界胁迫的作用。微紫青霉(Penicillium janthinellum)Snef1650是本实验室筛选出的对大豆胞
学位
兰科植物是一类在自然界中分布极为广泛的被子植物,在观赏、医药、科研等方面均有重要价值。鸟巢兰族是兰科下的一族,包括鸟巢兰属、无喙兰属、火烧兰属、对叶兰属等,并涵盖了光合自养型、混合营养型和完全真菌异养型三种营养类型。由于生存环境恶化、授粉昆虫丧失、种子萌发率低等因素,该族的许多物种已濒临灭绝,因此对该族植物的保护刻不容缓。几乎所有的兰科植物都是菌根依赖型植物,菌根真菌在兰科种子萌发及植株整个生长阶
学位
副溶血弧菌是一种革兰氏阴性嗜盐菌,广泛分布于江河口、海洋环境以及多种水产品中,食用副溶血弧菌污染的食物后会引起腹泻、呕吐、发热等症状,重症患者还有可能出现脱水、休克昏迷,甚至死亡。尤其在一些沿海城市,由副溶血弧菌引起的食物中毒事件占食源性致病菌引起中毒总数的60%以上。因此,建立快速、准确的副溶血弧菌检测方法对该菌防控起到重要作用。等温多自配引发扩增(Isothermal multiple sel
学位