NADPH氧化酶在铝毒诱导的水稻根尖木质化中的作用和NO、H2O2调控机制

来源 :浙江师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:x117799589
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
铝毒是酸性土壤中限制植物生长的主要因素,会在短时间内抑制根系伸长。已有的研究表明铝毒诱导根尖细胞壁木质素沉积致细胞壁硬化,从而抑制细胞伸长,该过程与活性氧(ROS)代谢密切相关。过氧化氢(H2O2)是最丰富和稳定的ROS类型,在植物的许多重要抗性机制中发挥作用。其中细胞壁中的H2O2参与芥子醇、香豆醇和松柏醇氧化聚合成木质素。同时H2O2含量低时也是重要的信号分子,与一氧化氮(NO)协同调节植物对非生物和生物胁迫的耐性。植物细胞质膜上的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶是生成外质体H2O2的主要途径之一,在各种环境胁迫中发挥重要的作用。铝毒作用下,NADPH氧化酶途径产生的H2O2介导细胞壁木质化及NO参与调节铝诱导水稻根尖细胞壁木质化的信号转导途径缺乏直接证据。因此,本研究以粳稻日本晴(耐铝基因型)和籼稻浙辐802(铝敏感型基因型)为材料,针对铝毒条件下NADPH氧化酶活化、H2O2产生和水稻根尖细胞壁木质化的关系、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)参与NADPH氧化酶依赖的ROS产生和Al诱导的木质化以及对NO参与调节铝诱导水稻根尖细胞壁木质化的促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导途径进行研究,探明铝诱导根尖细胞壁木质化过程中的活性氧产生途径和信号转导机制。取得的主要研究结果如下:(1)采用水培法,研究水稻根尖外质体活性氧产生和NADPH氧化酶活性对铝毒的响应以及外源H2O2对木质素合成的作用,明确根系质膜NADPH氧化酶活化和H2O2产生对细胞壁木质化的影响。结果表明,0、50和100μmol/L Al处理3、6、9和24 h后,水稻根尖的NADPH氧化酶和细胞壁辣根过氧化物酶(c POD)活性以及细胞壁H2O2含量均随着Al浓度的增加而增加,并以时间依赖的方式快速增长,增加的幅度与铝诱导的木质素沉积一致。采用外源H2O2以及H2O2清除剂N-N二甲基硫脲(DMTU)分析H2O2对木质素合成的作用,与单Al处理组相比,Al+H2O2处理日本晴和浙辐802的根尖细胞壁H2O2含量分别降低19.71%和38.41%,木质素含量分别降低了45.59%和69.25%,总酚含量分别降低了53.5%和45.89%。此外,NADPH氧化酶和c POD的活性也显著降低。表明外源H2O2信号分子通过调节NADPH氧化酶活和c POD活性,减少水稻细胞壁H2O2含量,从而降低木质素的沉积量以及Al在水稻根尖的积累。(2)采用NADPH氧化酶的抑制剂氯化二亚苯基碘鎓(DPI)和G6PDH抑制剂磷酸三钠(Na3PO4)研究G6PDH参与NADPH氧化酶依赖的ROS产生和Al诱导的木质化过程。铝毒胁迫下,外源Na3PO4降低水稻根尖木质素含量、细胞壁H2O2含量、超氧根阴离子(O2-)以及丙二醛(MDA)含量,缓解水稻根系木质化。表明G6PDH介导了Al诱导的水稻根尖木质素的积累。外源添加DPI根尖细胞壁H2O2含量、木质素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和MDA含量明显低于铝毒处理组,表明NADPH氧化酶参与了铝毒下根中ROS的生成过程,以及Al诱导的水稻根尖细胞壁木质化。Al毒胁迫会提高两个水稻基因型的NADPH氧化酶活性。而外源添加Na3PO4显著逆转Al胁迫诱导的NADPH氧化酶活性的提高。这些实验结果表明,G6PDH参与铝胁迫诱导的ROS积累和水稻根系木质化来自于对NADPH氧化酶的调节。此外,还发现外源添加NO和H2O2会降低G6PDH酶活性,表明G6PDH和NADPH氧化酶调控在Al胁迫条件下水稻根木质化形成。(3)通过添加MAPK抑制剂,探究铝胁迫下NO调控水稻根尖细胞壁耐Al的信号转导途径。结果显示,Al+PD98059处理下,日本晴和浙辐802的NADPH氧化酶活性比Al处理分别降低了20.7%和20.39%,c POD活性比Al单独处理组分别降低70.57%和33.31%,细胞壁H2O2含量比Al单独处理组分别降低53.93%和44.8%,木质素含量比Al单独处理组分别降低16.40%和18.87%,PAL活性比Al单独处理分别降低15.08%和15.22%,根尖Al含量比Al单独处理组分别降低34.07%和31.07%,说明MAPK位于NADPH氧化酶的上游介导了Al诱导的木质化。且发现加入NO能够抑制G6PDH、MAPK的活性,说明NO位于G6PDH和MAPK的上游,对两者的活性具有正调控作用,MAPK位于G6PDH的下游,对其活性具有负调控作用。
其他文献
在铝合金压铸过程中,往往因为一些重要工艺条件发生了变化,铸件内部气孔洞缺陷变得极不稳定,这种情况,一方面给现场技术管理人员带来一定的困扰,另一方面也增加了企业的生产成本。本文将主要结合压铸生产的各类型产品,从排气条件、模具温度、增压补缩、压铸工艺参数等方面去分析并总结其对铸件内部气孔洞缺陷的重要影响。
会议
色彩是城市风貌的重要组成部分,而商业街又是组成城市风貌的重要空间类型之一,加强对城市商业街建筑色彩的研究,对保护和发展城市色彩风貌有着重要的意义。文章以NCS色彩系统为标准,对广州北京路步行街的建筑色彩进行取色,并绘制相应的色彩示意图进行分析。通过对建筑色彩的分析,总结归纳出北京路步行街的建筑色彩特征,并提出针对点、线、面三维度的色彩活化策略,期望对历史商业街的建筑色彩设计和优化起到一定的参考作用
期刊
炔烃是最常见的化工原料之一。多官能团化反应可以实现3种及其以上不同官能团的引入,具有高度的原子和步骤经济性,对于快速构建多功能分子具有重要意义。尽管如此,炔烃的三官能团化反应目前还不多见,在已实现的反应中,相对常见的是1,1,2-或1,2,2-三官能团化,而1,2,n-三官能团化反应还非常罕见。为此,本论文采用常见的硫取代基为无痕导向基团,四氯化碳为三氯甲基自由基和氯离子来源,水为氧原子来源,Cu
学位
<正>在《“做中国哲学”再思考》(《哲学动态》2019年第9期)一文中,我尝试对论题的由来及我本人的思考,作一个初步的概述。感谢这个工作坊,在得到朋友们的鼓励之余,让我有缘直接面对更具体的问题。虽然这些提问不完全是针对我本人,而且很多重要问题,朋友们也没有期待我能够解决。但是,这给我进一步反思问题的机会,我们可以把它视作讨论的延续。
期刊
本文主要研究分数阶Hardy方程和分数阶Hartree方程正解的单调性.分数阶Hardy方程起源于Yamabe问题,而分数阶Hartree方程在非相对论玻色子原子和分子大系统的量子理论中有许多应用.因此对这两类方程正解的单调性研究具有重要意义.本文分为三章:第一章,我们介绍了分数阶拉普拉斯算子的背景和物理意义,分数阶Hardy方程和分数阶Hartree方程的研究现状以及本文主要结果;第二章,我们通
学位
目的:观察温针灸联合芬吗通治疗肾精亏虚型早发性卵巢功能不全(POI)患者的临床疗效。方法:选取60例肾精亏虚型POI患者为研究对象,按照随机分组原则分为温针灸组和常规组各30例。常规组采用芬吗通口服治疗,温针灸组在常规组基础上联合温针灸治疗。比较2组临床疗效及不良事件发生率,比较2组治疗前后中医证候积分、血清促卵泡生成激素(FSH)、促黄体生成素(LH)、雌二醇(E2)水平及卵巢储备功能。结果:温
期刊
工程中的许多问题与非线性振动息息相关,其中多时间尺度问题会产生簇发振荡这一复杂动力学现象.因此研究簇发振荡可以为实际工程提供指导,具有重要意义.随着工程设计的精细化,许多系统考虑了时滞的影响,故而研究时滞系统可以更好的预测系统的动力学行为.本文主要研究了三类系统的分岔现象和簇发振荡行为,研究内容如下:第一部分主要介绍了研究的背景、意义以及近些年学者们的工作.第二部分采用分岔理论分析了时滞Duffi
学位
本文主要针对压铸件厚大部位存在的孔洞缺陷,采用FTA方法,对压铸过程中各个环节的影响因素进行分析,通过试验排除,建立理论支撑,提出可行的工艺方案,有效的解决我司离合器壳体在生产过程中存在的质量缺陷。
会议
分数阶量子力学是量子力学由整数阶导数向分数阶导数的扩展,自Laskin提出以来,受到了广泛关注。它由扩展的薛定谔方程(SE)—分数阶薛定谔方程(FSE)描述,它包含分数阶空间导数。然而,与FSE相关的数学问题和波包的稳态行为并不是那么简单,主要困难来自分数阶拉普拉斯导数,它本质上是一个非局部算子。基于傍轴波动方程与SE的等价性,Longhi提出了一种基于非球面光学腔的FSE光学实现方法。在一维或二
学位
目的:分析早发性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency, POI)临床试验进行注册的特征。方法:检索中国临床试验注册中心(Chinese clinical trial registry, ChiCTR)数据库,搜集所有POI相关临床试验,检索时限从建库至2022年5月23日,检索分析注册临床试验的注册时间分布、研究地区及机构分布、基金项目资助来源、研究类型及设
期刊