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本论文主要围绕构建一种应用于植物个体远程辐射信号早期传递过程的体系,并就活体水平辐射损伤信号传递的时间特性和活体水平辐射损伤信号作用的特点以及自由基在这种远程旁效应中的作用三个方面进行研究,研究结果如下:
1.基于植物个体组织器官可以剪切和嫁接的特性,以模式植物拟南芥菜转基因系(AtRAD54P：GUS)为材料,同源重组修复相关基因AtRAD54表达水平为生物学检测终点,通过对辐照区的组织(或者器官)与旁区部分“分离”或“连接”,测定旁区组织(或者器官)的AtRAD54表达水平变化,研究其辐射信号传递的早期过程。结果证明该研究体系的建立能够成为活体水平旁效应早期过程研究的可行方法。
2.通过辐照剂量的优化,5Gy的alpha粒子局部辐照拟南芥菜转基因系(AtRAD54P：GUS)的根部,在不同时间点进行R-N嫁接,阻断信号的传递,结果发现辐照根部至少8 hr,辐射诱导产生的信号才能引起地上部分叶片(旁区)AtRAD54表达水平的改变。实验进一步证明信号分子在植物体内的传递速度并不是损伤信号延迟积累的关键因素,辐照后2.4hr,4-6hr,6-8hr几个时间区段内产生的信号对于诱导远程损伤效应是至关重要的,而辐照8 hr以后根部不产生可诱导远程AtRAD54基因表达改变的辐射损伤信号。而双嫁接实验的结果表明:远程损伤效应的产生并非由于损伤信号强度的累积,而主要是由于辐射后不同阶段产生的多种信号协同作用。
3.ROPS实验进一步证实旁区的DNA双链断裂(Double Strand Breaks,DSB)水平也是在辐射后8 hr显著增加,同样表明了辐射损伤信号在地上植株(旁区)的延迟积累。
4.在alpha粒子辐照处理前,以1％浓度的DMSO处理受辐照的拟南芥小苗,能够显著降低根辐照后地上部分AtRAD54基因的表达水平,说明自由基涉及到辐射远程效应的产生。结合嫁接技术,进一步利用DMSO处理小苗的不同部位,初步证实自由基主要非辐射区对于损伤信号的响应过程起作用,而不是在信号产生的靶部位起作用。