论文部分内容阅读
本论文以模式植物拟南芥为研究材料,利用分子生物学手段获得了GLDH基因超表达纯合子株系,并将其命名为GLDHOE。经实时荧光定量PCR鉴定和抗坏血酸含量检测,该纯合子植株较野生型植株的GLDH基因表达量上调约12倍,总抗坏血酸含量增加约23%。随后以野生型WT、GLDH基因超表达型GLDHOE、VTC2基因单核苷酸突变体vtc2-1(总抗坏血酸含量下调20%)的不同抗坏血酸含量拟南芥为研究材料,测定其在自然条件和非生物胁迫(乙烯利胁迫)条件下的相关生理生态指标,探讨了抗坏血酸对拟南芥生长发育、抗逆性及叶片衰老的影响。主要结果如下: 1、自然条件下,拟南芥体内抗坏血酸含量的增加会使植株提前开花,并在一定程度上延缓叶片衰老 自然条件下,vtc2-1和GLDHOE植株较野生型WT植株提前开花约7天和3天,但vtc2-1植株叶片衰老(黄化)早于WT,而GLDHOE植株叶片衰老(黄化)晚于WT。GLDHOE的抗坏血酸含量和GLDH基因表达量在三者中始终最高;vtc2-1的叶绿素和类胡萝卜素含量在三者之间均下降得最快;与WT相比,GLDHOE的Rubisco下降最慢,vtc2-1的可溶性蛋白含量下降最快;GLDHOE的H2O2产生较少,vtc2-1产生O2·-最多;在自然衰老中,与WT相比,vtc2-1的衰老相关基因SAG2、SAG12、SAG13和SAG20表达量显著提高,而GLDHOE的SAG12和SAG13表达量相对较低。因此,在自然条件下增加拟南芥体内抗坏血酸含量在一定程度上延缓了叶片衰老。 2、乙烯利诱导衰老过程中,拟南芥体内抗坏血酸含量的增加能延缓其衰老 乙烯利处理条件下,vtc2-1的叶片衰老(黄化、干枯)最早,WT次之,GLDHOE最晚。与WT相比,GLDHOE的总抗坏血酸含量始终处于三者最高值,其GLDH基因表达量最高;vtc2-1的还原型抗坏血酸含量上升得最快,下降得也最快。与WT相比,GLDHOE的总叶绿素和类胡萝卜素含量下降最慢,vtc2-1下降得最快。与处理前相比,处理后vtc2-1的Rubisco含量显著下降(P<0.01),vtc2-1的可溶性蛋白含量在三者间下降最快。vtc2-1的H2O2产生量在三者中最多。与WT相比,GLDHOE的总抗氧化能力下降最慢,其丙二醛生成量最少。处理后三者Fv/Fm均呈下降趋势,GLDHOE的Fv/Fm处于较高值,vtc2-1的Fv/Fm下降最快,与WT相比,vtc2-1的衰老相关基因SAG13和SAG21表达量显著增高,GLDHOE的SAG2和SAG20表达量则较低。 拟南芥体内抗坏血酸的增加会延长其生殖生长期,并在叶片衰老阶段增强活性氧清除能力,减少衰老相关基因的表达,延缓叶片的衰老。同时,增加其抗坏血酸的合成量可减轻乙烯利胁迫所造成的伤害,增强植物对逆境的抗逆性和清除活性氧的抗氧化能力,保护光合机构,延缓非生物胁迫下的叶片衰老。