發(fā)布時(shí)間：2018-03-27 21:51

  本文選題：柿　切入點(diǎn)：脂氧合酶　出處：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：柿果實(shí)富含營養(yǎng)物質(zhì)和礦物質(zhì),有藥用和保健功效,是北方重要的秋冬水果之一。柿屬于呼吸躍變型果實(shí),采收后短期內(nèi)易軟爛,致鮮果流通困難,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此,如何控制果實(shí)后熟軟化成為柿果貯藏中的關(guān)鍵問題。脂氧合酶能啟動(dòng)植物細(xì)胞膜的膜脂過氧化反應(yīng),造成細(xì)胞膜降解,最終導(dǎo)致果實(shí)的成熟軟化或葉片的衰老。目前對(duì)脂氧合酶的研究主要集中于成熟衰老和脅迫誘導(dǎo)其表達(dá)方面,而關(guān)于脂氧合酶在果實(shí)采后軟化和抗逆反應(yīng)過程中的分子調(diào)控機(jī)制并沒有系統(tǒng)的研究。本文以‘富平尖柿’(Diospyros kaki L.cv.Fuping Jianshi)為試材,探討了柿脂氧合酶基因在不同組織、果實(shí)發(fā)育期和采后脅迫處理中的表達(dá)模式;并進(jìn)一步地以轉(zhuǎn)基因番茄和轉(zhuǎn)基因擬南芥為材料,驗(yàn)證了脂氧合酶在衰老和抗逆反應(yīng)中的功能。主要結(jié)果如下:1.以柿不同組織和發(fā)育期的果實(shí)為材料,探討LOX基因的表達(dá)模式。結(jié)果表明:DkLOX1在果實(shí)中特異表達(dá),DkLOX4在果實(shí)、莖、葉、花和花萼中均表達(dá);DkLOX1和DkLOX4在幼果中表達(dá)量較DkLOX3高,且表達(dá)高峰與幼果生長雙“S”曲線保持一致;DkLOX3在所有組織均表達(dá),在幼果中的表達(dá)量較低。這些結(jié)果表明DkLOX1和DkLOX4可能與果實(shí)的生長發(fā)育有關(guān)。2.以初熟期的柿果實(shí)為材料,探討經(jīng)損傷、高二氧化碳、低氧和低溫脅迫處理后果實(shí)中LOX基因的表達(dá)特點(diǎn)。結(jié)果表明:與對(duì)照相比,高二氧化碳促進(jìn)DkLOX1的表達(dá),損傷和低溫促進(jìn)DkLOX4的表達(dá);DkLOX1和DkLOX4在其他處理中出現(xiàn)隨著果實(shí)的成熟衰老表達(dá)下降的趨勢;DkLOX3的表達(dá)量和脂氧合酶的活性在果實(shí)采收后顯著提高,并且所有處理的DkLOX3表達(dá)高峰與乙烯釋放峰同步。此外,與對(duì)照相比,損傷處理后DkLOX3的表達(dá)快速提高并一直保持較高水平,高二氧化碳處理4天時(shí)DkLOX3的表達(dá)急劇升高后下降并在呼吸躍變前穩(wěn)定高表達(dá)。這些結(jié)果表明DkLOX1和DkLOX4可能不參與果實(shí)的成熟衰老,而DkLOX3可能在果實(shí)的成熟衰老和脅迫響應(yīng)中起到重要的作用。3.構(gòu)建DkLOX3-pVBG2307過表達(dá)載體,分別得到番茄和擬南芥轉(zhuǎn)基因植株。結(jié)果發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)基因番茄綠熟期的果實(shí)在采收后轉(zhuǎn)色速度加快、乙烯釋放峰提前、MDA含量提高、乙烯合成關(guān)鍵基因ACS2、ACO1和ACO3的表達(dá)量提高;轉(zhuǎn)基因擬南芥離體葉片和整棵植株在黑暗誘導(dǎo)下的衰老加速,伴隨著更高的葉綠素降解、電解質(zhì)滲漏率、丙二醛含量、活性氧積累和細(xì)胞死亡比例。這些結(jié)果為脂氧合酶在果實(shí)成熟軟化和葉片衰老中的作用提供了直接的證據(jù)。4.轉(zhuǎn)基因擬南芥種子在含有130 mM NaCl和200 mM甘露醇的滲透脅迫培養(yǎng)基上發(fā)芽率更高,幼苗的根的生長受到的抑制也較野生型輕。干旱處理下,轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片的卷曲程度低于野生型,當(dāng)恢復(fù)澆水后24小時(shí),更多的轉(zhuǎn)基因植株恢復(fù)正常生長。鹽脅迫處理下,轉(zhuǎn)基因擬南芥幼苗的生長受到的抑制比野生型輕,蓮座葉直徑大于野生型。干旱和鹽脅迫處理下轉(zhuǎn)基因擬南芥積累的O2-和H2O2更少,ABA依賴途徑中的正調(diào)控基因RD22、RD29B和NCED3表達(dá)量上調(diào),負(fù)調(diào)控基因FRY1表達(dá)下調(diào),同時(shí),ABA非依賴途徑的正調(diào)控基因RD29A表達(dá)量也上調(diào)。這些結(jié)果表明了脂氧合酶可能通過調(diào)控活性氧積累和脅迫響應(yīng)基因的表達(dá)來提高了對(duì)非生物脅迫的抗性。5.對(duì)轉(zhuǎn)基因和野生型擬南芥的離體葉片接種活體營養(yǎng)型菌Pst DC3000,結(jié)果表明,過表達(dá)DkLOX3的轉(zhuǎn)基因擬南芥提高了對(duì)Pst DC3000的抗性。受Pst DC3000侵染后,轉(zhuǎn)基因葉片在12h和24h積累的O2-、H2O2和死細(xì)胞數(shù)量高于野生型,LOX酶活高于野生型,然而自由基清除酶POD、CAT和SOD的活性較低,出現(xiàn)過敏反應(yīng)。Pst DC3000侵染后48h和72h,轉(zhuǎn)基因葉片的自由基清除酶POD、CAT和SOD的活性逐漸高于野生型,自由基積累減緩,葉片中菌的擴(kuò)繁量也低于野生型。此外,轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片中的SA含量及其標(biāo)記基因PR1和PR2的表達(dá)顯著高于野生型,而轉(zhuǎn)基因葉片中的JA含量及其標(biāo)記基因PDF1.2的表達(dá)與野生型無顯著差異。這些結(jié)果表明了脂氧合酶可能通過調(diào)控ROS的積累和SA合成來提高對(duì)Pst DC3000的抗性。6.對(duì)轉(zhuǎn)基因和野生型擬南芥的離體葉片接種死體營養(yǎng)型菌-灰霉菌,結(jié)果表明,過表達(dá)DkLOX3的轉(zhuǎn)基因擬南芥提高了對(duì)灰霉菌的抗性。受灰霉菌侵染后,轉(zhuǎn)基因葉片在12h積累的O2-和H2O2高于野生型,自由基清除酶POD、CAT和SOD的活性較低。侵染24h后,轉(zhuǎn)基因葉片的自由基清除酶POD、CAT和SOD的活性較野生型高,自由基積累速度減緩,且逐漸集中在病灶部位,而野生型擬南芥葉片中的自由基快速積累。轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片中的SA、JA含量及其標(biāo)記基因的表達(dá)量與野生型相比均無顯著差異。這些結(jié)果表明了脂氧合酶可能通過調(diào)控早期活性氧的積累,但并不通過調(diào)控SA或JA代謝途徑提高對(duì)灰霉菌的抗性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q943.2

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本文編號(hào)：1673376