论文部分内容阅读
线粒体除了作为细胞中有氧呼吸和能量制造场所,还能够参与细胞中电子传递、细胞凋亡、细胞代谢等过程,在机体正常生理活动中发挥重要作用。一氧化氮(nitric oxide,NO)是一种具有脂溶性的生物活性物质,在生命信息传递中作为第一信使参与到植物体中多种生理反应。适量浓度的NO还可以通过调控线粒体的生理功能来影响植物幼苗的生长、果实的成熟和贮藏等过程。线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)控制不同离子进出线粒体,参与到细胞凋亡过程中,但具体的作用机理并不明确。线粒体DNA(mtDNA)由于自身结构的特点而易受到损伤,造成mt DNA的突变和缺失,成为细胞凋亡的控制因素之一。Ca2+作为生物体中第二信使,也是生物体中重要的组成成分。钌红(RR)能够抑制线粒体中钙离子通道。探明NO和RR对mtDNA拷贝数的影响和对MPTP开放的影响,有助于探究NO对肥城桃桃果实采后贮藏的具体机理,对增加桃果实贮藏时间有重要意义。本实验以肥城桃桃果实为实验材料。从美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)获取的NAD1基因设计引物,以不同温度和不同处理下的桃果实总DNA为模板,通过实时荧光定量PCR和荧光显微镜来观察mtDNA拷贝数的变化情况。选取冷害最严重的5℃下的桃果实,用15μmol L-1 NO、5μmol L-1c-PTIO单独处理和与20μmol L-1钌红混合处理,测量线粒体中ROS含量、抗氧化酶活性、线粒体膜电位、线粒体通透性等指标,来研究NO对线粒体MPTP的影响。成功得到长度为159bp的目的基因片段。从NAD1基因的实时荧光定量PCR和荧光显微镜的结果中可以看出在0℃和5℃下,外源15μmol L-1 NO能够促进桃果实线粒体拷贝数的减小,而在常温下贮藏桃果实中,外源15μmol L-1 NO抑制了线粒体拷贝数的减小。钌红处理使0℃和5℃下处理的桃果实中mtDNA拷贝数得到增加。在线粒体膜通透性研究中,外源的15μmol L-1 NO处理能够减少桃果实线粒体中ROS含量而且使线粒体中抗氧化酶(CAT、SOD、POD)的活性得到提高;NO处理还能够使线粒体的耗氧量下降,进而抑制细胞的呼吸作用;NO处理一定程度上抑制了线粒体膜电位的降低,维持膜电位在高水平,同时提高了线粒体膜抗性,抑制线粒体膜透性的增加。15μmol L-1 NO-20μmol L-1 RR处理在短时间内降低了线粒体中ROS的含量,同时提高了抗氧化酶CAT的活性、抑制膜电势降低和膜透通性的开放。所以15μmol L-1 NO-20μmol L-1 RR处理可以在短时间抑制线粒体MPTP的开放。结果表明外源NO能够抑制线粒体MPTP的开放,维持线粒体内环境的稳定,减缓了桃果实中细胞凋亡的过程,使肥城桃桃果实采后贮藏时间得到增加。