与衰老和细胞分裂素作用相关的基因的鉴定与表达研究

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1、与衰老和细胞分裂素作用相关的基因的鉴定与表达研究南开大学硕士学位论文姓名：刘翠敏申请学位级别：硕士专业：生物化学与分子生物学指导教师：王勇2002.5.1堕茎查兰堡主塑壅圭望些堡塞一．————————————————————！！兰摘要叶片衰老是叶片发育的最后阶段，是叶片的功能衰退和老化过程。叶片的衰老象其它发育过程一样，是由核控制并受各种因素调控的。但关于叶片衰老的分子机理，虽然作了大量的工作，至今仍没有很大的进展。众所周知，细胞分裂索可以延缓叶片衰老的进程，因此细胞分裂素参与调控叶片的衰老。了解细胞分裂素的作用机制，就有

2、可能了解叶片衰老的部分机理，进而可以人为地调控叶片的衰老。在本篇论文报告的研究中，我们通过ＲＴ—ＰＣＲ方法克隆了一段ｃＤＮＡ片段，并研究了其基因表达水平的变化。通过与ｇｅｎｅｂａｎｋ中的序列的同源性比较，此基因很可能编码丝氨酸一乙醛酸氨基转移酶（ＳＧＡＴ），ＳＧＡＴ是植物光呼吸途径中的一个关键酶。ｆ—０用本实验室建立的诱导衰老系统，我们研究了诱导衰老过程中和６一ＢＡ处理下半叶、状体的干重、叶绿素含量和可溶性蛋白含量的变化以及５谢７１在ｍＲＮＡ水平上的变化。大量的研究结果表明，细胞分裂素是浮萍叶状体维持其生命活动所必需的，细

3、胞分裂素可能维持并加强了叶绿体的功能；当叶状体缺乏细胞分裂素时，尽管在１６天的培养过程中，半叶状体的可溶性蛋白的含量没有明显的变化，但叶绿素含量明显降低。叶片在衰老的过程中，Ｓ６Ａ７’的ｍＲＮＡ水平明显降低。而且ＳＧＡ７１基因ｍＲＮＡ水平的变化不仅与衰老有关，而且与光照条件、细胞分裂素处理有关。光和６一ＢＡ促进ｊ酬７１基因的转录，但其ｍＲＮＡ的稳定性则受到细胞分裂素的调节。经过对半叶状体在光下、暗下和由暗下培养十天后转到光下等实验处理过程中ｍＲＮＡ水平变化进行分析，我们认为，光对ＳＧＡＴ的调控作用是发生在转录水平上，它促进

4、了ＳＧＡＴ基因的转录，细胞分裂素对ＳＧＡＴ的调控作用是发生在转录后水平上，它能够稳定ＳＧＡＴ的转录产物，提高ｍＲＮＡ的稳定性，相对地减少ｍＲＮＡ的降解。但ｓＧＡＴ与衰老、ＢＡ的关系尚需进一步的实验予以证实≥广一关键词：紫萍Ｐ１４３；叶片衰老；细胞分裂素：ＳＧＡＴ堕茎查兰堡主翌窒竺兰些堡苎——————————————————————————旦坐！竺ＬＡｂｓｔｒａｃｔＬｅａｆｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅｉｓｔｈｅｆｉｎａｌｓｔａｇｅｏｆｌｅａｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｌｅａｖｅｔｉｓｓｕｅｓＱｒａｄｕａＩｌｙｌｏｓ

5、ｅｔｈｅｉｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｆｉｎａｌｌｙｄｉｅ．ＬｉｋｅｍａｎｙｏｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌＤｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｌｅａｆｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｎｕｃｌｅａｒａｎｄｒｅｇｕｌａｔｅｄｂｙｍａｎｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｆａｃｔｏｒｓ．Ａｌｔｈｏｕｇｈａｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｗｏｒｋｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅｆｏｒｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｌｅａｆｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ，ｌｉｔｔｌｅｐｒｏｇｒｅｓｓｈａｓｂｅｅｎｍａｄｅＩｔｉ

6、ｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎｔｈａｔｃｙｔｏｋｉｎｉｎｃａｎｄｅｌａｙｔｈｅｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆｍｏｓｔｐｌａｎｔｌｅａｖｅｓＴｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｃｙｔｏｋｉｎｉｎｓｍｕｓｔｂｅｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ．ＢｙｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｙｔｏｋｉｎｉｎａｃｔｉｏｎｗｅｍａｙｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｓｏｍｅｏｆｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆＩｅａｆｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅＴｈｅｎｉｔｍａｙｂｅｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｉｓｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅＩｎｔｈｉ

7、ｓｐａｐｅｒ，ＩｒｅｐｏｒｔｔｈｅｃｌｏｎｉｎｇｏｆａｃＤＮＡｆｒａｇｍｅｎｔｂｙＲＴ—ＰＣＲａｎｄｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｇｅｎｅｔｈｅｃＤＮＡｏｒｉｇｉｎａｔｅｄＦｒｏｍｔｈｅｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｎｕｃｌｅｉｃａｃｉｄｓｅｑｕｅｎｃｅｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｉｎＧｅｎｂａｎｋ，ｉｔｉｓｄｅｄｕｃｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｅｕｎｄｅｒｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｃｏｄｅｓｐｒｏｂａｂｌｙａｎｅｎｚｙｍｅ，ｓｅｒｉｎｅ—ｇｌｙｏｘｙｌａｔｅａｍｉｎｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ

8、（ＳＧＡＴ），ｗｈｉｃｈｉｓａｋｅｙｅｎｚｙｍｅｉｎｐｈＯｔＯｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｐａｔｈｗａｙＵｓｉｎｇｔｈｅａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｄｕｃｋｗｅｅｄｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅｓｙｓｔｅｍｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｏｕｒｌａｂ，ｗｅｃｕｌｔｕｒｅｄＰ１４３ｈａｌｆｆｒｏｎｄｓｏｎｍｅｄｉｕｍ