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外源CaCl2提高烟草耐热性的研究认领

被引量： 6

作者：

谭伟

学位授予单位：

山东农业大学

摘要：

本研究以野生型K326烟草和转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的烟草(Nicotiana tabacum)K326为材料,研究外源喷施CaCl2提高烟草耐热性的机理,探讨烟草耐热性获得中钙与甜菜碱相互作用关系。主要结果如下: (1)高温胁迫降低烟草叶片的光合速率,CaCl2预处理使烟草叶片维持较高的光合速率和气孔导度,可能与外源CaCl2降低高温胁迫下烟草叶片内活性氧(ROS)的积累有关。 (2)叶绿素荧光分析结果表明:喷施CaCl2提高了烟草叶片光系统II(PSII)的抗热性,与外源CaCl2对放氧复合体(OEC)和PSII反应中心的保护作用有关。 (3)高温胁迫下,烟草叶片中过氧化氢(H2O2)含量、超氧阴离子(O2-)产生速率明显上升。喷施CaCl2降低了ROS的积累,尤其是在高温胁迫下,CaCl2预处理通过维持或提高烟草叶片中抗氧化酶活性和抗氧化物质(AsA)含量以增强ROS清除能力,减轻ROS对光合机构的伤害。 (4)高温胁迫下,烟草叶片中Ca2+含量上升,Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase活性下降,可能使保卫细胞中Ca2+浓度上升,诱导了气孔关闭;而CaCl2预处理维持或提高了Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase活性,增强了Ca2+的跨膜转运,维持胞质内Ca2+稳态平衡。 (5)高温诱导烟草叶片基质热激蛋白70(HSP70)的表达,喷施CaCl2显著提高了基质HSP70的表达。高温胁迫下,HSP70的积累可能保护了与光合作用有关的膜蛋白。 (6)CaCl2预处理进一步提高了高温胁迫下转BADH基因烟草的光合能力。这可能是因为外源CaCl2与甜菜碱的积累协同作用降低转BADH基因烟草叶片ROS的积累,进一步减轻ROS对光合机构的伤害,提高转BADH基因烟草PSII对高温的抗性。而CaCl2预处理的转基因烟草叶片中较高的抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,增强了ROS清除能力。 (7)高温胁迫下,转BADH基因烟草叶片中Ca2+含量高于野生型烟草,较高的Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase活性,维持了胞质内Ca2+稳态平衡。外源CaCl2提高了转BADH基因烟草叶片中Ca2+含量、Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase活性。 (8)转BADH基因烟草叶片中基质HSP70的表达也能被高温诱导,并且转基因烟草中基质HSP70的含量明显高于野生型。CaCl2预处理进一步增强了HSP70的表达。综上所述,外源CaCl2提高烟草耐热性的原因主要包括以下方面: (1)通过维持较高的ROS清除能力减轻了ROS对OEC等光合机构的损伤,维持较高的PSII光化学活性。 (2)可能通过影响Ca2+-CaM信号转导,启动HSP70的表达,提高了烟草的耐热性。 (3)外源CaCl2预处理与甜菜碱的积累可能协同作用,进一步增强了转BADH基因烟草的耐热性。

摘要译文

关键词：

烟草; CaCl2; 甜菜碱; 高温胁迫; HSP70

学位年度：

2009

学位类型：

硕士

学科专业：

植物学

导师：

杨兴洪

中图分类号：

Q945[植物生理学]

学科分类号：

071002[植物学];0903[农业资源与环境]

D O I：

10.7666/d.y1539127