论文部分内容阅读
UV-B辐射是限制作物生长发育的环境胁迫因素之一。UV-B辐射诱导植物体内活性氧(reactive oxygen species，ROS)的产生和积累，ROS会对细胞内的生物大分子包括DNA和RNA造成损伤，导致植物生长发育受到抑制。植物的叶绿体是产生ROS的主要部位，而有效清除叶绿体的活性氧，对于保护光合器官和维持光合能力是必不可少的。抗坏血酸(ascorbate，AsA)是叶绿体活性氧清除系统的重要组分，叶绿体单脱氢抗坏血酸还原酶(chloroplastic monodehyedroascorbate reductase，chlMDAR)是叶绿体AsA再生的关键酶，它还原单脱氢抗坏血酸再生AsA，维持叶绿体sA水平。本实验室前期研究表明，过表达LeMDAR可以提高甲基紫精胁迫下番茄的氧化抗性，同时盐渍、干旱、低温、高温可以诱导该基因的表达。本实验研究了MDAR基因与UV-B胁迫的关系。 本研究中，我们以野生型和过表达番茄叶绿体单脱氢抗坏血酸还原酶基因（Le MDAR）株系为试验材料，研究UV-B处理下光合速率、AsA含量、叶绿素荧光参数、活性氧积累量、膜脂过氧化程度以及D1蛋白含量等，研究了LeMDAR在UV-B胁迫下的抗氧化能力和光保护作用。主要结果如下: (1)选取转正义LeMDAR基因的株系，对含卡那抗性的转基因番茄植株进行PCR及qRT-PCR的检测，确定所选植株为转正义株系，并且有较高表达水平。与野生型植株相比，过表达LeMDAR的番茄叶片MDAR在mRNA水平上明显高于野生型。 (2)测定了紫外胁迫前后转基因及野生型番茄植株的总AsA、还原性AsA含量及MDAR酶活。发现在自然光下，过表达株系MDAR活性，AsA水平高于野生型株系。紫外胁迫后，过表达株系仍能保持较高的MDAR活性和AsA水平。紫外胁迫会加快AsA的猝灭，相对于野生型，转基因株系依赖MDAR活性升高，加快了AsA的回补;H2O2，O2·-含量的测定结果显示，过表达株系中H2O2和O2·-含量比野生型低，表明转基因株系具有较强的抗胁迫能力。 (3)对Pn，Fv/Fm，ΦPSⅡ，D1蛋白等光合荧光参数的变化进行了分析，结果表明，胁迫处理后，相对于野生型，转基因植株具有更高的光合能力。Western杂交实验表明，紫外胁迫后，过表达株系的D1降解速率比野生型低。Fv/Fm和ΦPSⅡ等荧光参数下降显著，过表达株系降低较为缓和。Pn下降明显，但过表达株系降低程度要低于野生型。 上述结果表明，过表达LeMDAR降低植株对UV-B辐射的敏感度。通过增加MDAR活性，增强了AsA还原的能力，加速清除ROS，降低了氧化损伤程度，对光合机构有更好的保护作用，从而增强了番茄对UV-B胁迫的抗性。