低剂量60Co-γ辐照对拟南芥幼苗耐热性的影响.pdf

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1、IRRADIATIONWITHLOW-DOSEGAMMARAYENHANCESTOLERANCETOHEATSTRESSINARABIDOPSISSEEDLINGSADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByZhengFengXiaSupervisor:Prof.LiJingyuanMay,2016摘要高温是影响植物生长繁殖的主要因素之一。在细胞中，热胁迫能够不同程度地影响着多

2、种蛋白质的稳定性，抑制代谢酶的活性，这些损伤导致离子通量降低,新陈代谢失衡,积累有毒的副产品，如活性氧，最终抑制植物的生长。有研究表明离子辐射在不同60程度上影响植物的外部形态。其中，低剂量Co-γ辐射能够刺激植物的生长，影响细胞结构和生理生化过程，增强植物的抗逆性，减轻胁迫对植物造成的伤害。然而，低剂量60Co-γ辐射如何增加植物的生长刺激效应和提植物高抗热性的研究还不多。60本篇文章以模式植物拟南芥为材料，来探究低剂量Co-γ辐射减轻植物热胁迫的生60理和分子机制。首先，用不同剂量的Co-γ辐射处理拟南芥种子，观察拟南芥幼苗在热60胁迫下的生长。结果显示，与对照相比(0Gy)，低剂量的Co

3、-γ辐射(25-75Gy)显著促60进拟南芥种子的萌发、幼苗主根生长、存活率和幼苗鲜重的提高，并且50GyCo-γ辐60射对植物的刺激生长效应最为显著，因而我们把50GyCo-γ辐射的拟南芥种子作为实验材料，用于分析以后的生理生化指标和热胁迫相关基因的表达。60非生物胁迫通常引发活性氧和脂质过氧化的产生，为了揭示热胁迫下低剂量Co-γ60辐射对拟南芥幼苗氧化还原态势的影响，我们采用比色分析法测定对照和50GyCo-γ•–辐射处理的拟南芥幼苗中超氧阴离子的生产速率(O2)，以及过氧化氢(H2O2)和丙二醛60•–(MDA)的含量。结果显示50GyCo-γ辐射的拟南芥幼苗中H2O2、O2和MDA明

4、显低60于对照，进一步证明低剂量的Co-γ辐射能够减轻热胁迫对植物造成的氧化损伤。60为了探讨低剂量Co-γ辐射增强拟南芥幼苗抗热性的生理机制，我们测定了热胁迫下拟南芥幼苗中的三种代表性的抗氧化酶的活性，主要包括超氧化物歧化酶(SOD)，过60氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)。结果显示，50GyCo-γ辐射的拟南芥幼苗中抗60氧化酶的活性明显高于对照，表明了低剂量的Co-γ辐能够照增强植物的抗氧化酶活性。60此外，为了进一步探讨低剂量Co-γ辐射增强拟南芥幼苗的耐热性是否与还原型谷胱甘肽(GSH)和脯氨酸(Proline)的积累有关，我们还检测了热胁迫下幼苗中GSH和60Proline

5、的含量。结果显示50GyCo-γ辐射拟南芥幼苗中的GSH和Proline的积累明显I60高于对照，表明了低剂量的Co-γ辐射能够增强植物的抗逆性。60为了深入研究低剂量Co-γ辐射增强拟南芥幼苗抗热性的分子机制，我们分析了低60剂量Co-γ辐射对植物耐热信号相关的一些基因Hsp70、Hsp18.2、Apx1、Apx2、ABA2、ABA4、AAO3和MBF1c转录表达的影响。结果显示：与对照相比，在热胁迫60下，Hsp70和Hsp18.2在热胁迫下的转录表达有差异，在40°C6h胁迫下，50GyCo-γ60辐射使拟南芥幼苗中Hsp70基因转录表达显著上调。类似地，50GyCo-γ辐射使拟南60芥

6、幼苗中Hsp18.2基因转录表达也显著上调；在热胁迫下，50GyCo-γ辐射增强Apx1和Apx2基因的转录表达；在热胁迫下，脱落酸(ABA)合成基因,如ABA2,ABA4,AAO360在50GyCo-γ辐射中观察到更高的转录水平，然而，AAO3只在40°C6h处理下发现60较高的表达水平。此外,在热胁迫下，50GyCo-γ辐射使拟南芥幼苗中MBF1c基因转录表达显著上调，特别是在40°C6h热胁迫下。60总之，我们的研究结果表明,低剂量Co-γ辐射通过调节植物的生理反应以及耐热信号相关基因的表达,从而减轻热胁迫对拟南芥幼苗的伤害,提高植物的耐热性60关键词：Co-γ辐射，拟南芥，热胁迫，生理

7、反应，耐热性IIABSTRACTHightemperatureisoneofthemajorlimitingfactorsthataffectplantgrowth.Atthecellularlevel,heatstressdifferentiallyaffectsthestabilityofvariousproteins,fluidityofmembranelipids,RNAsynthesis