生物胁迫下小立碗藓木质素合成途径初步研究
木质素是维管束植物中最重要的生物高分子之一,参与植物的结构支撑、水分运输以及其他生理功能,包括植物的防御反应和对非生物胁迫的抗性,在植物由水生到陆生的进化过程中起到十分重要的作用。苔藓是早期的陆生植物,具有一整套合成木质素的基因,但是苔藓植物能否合成木质素以及合成木质素的机制是什么等问题的相关报道还很少。本实验主要研究在生物胁迫情况下小立碗藓木质素合成途径基因的表达情况以及木质素结构组成。鉴于苔藓植物的特殊进化地位,本课题的研究结果对揭示陆生植物木质素合成和功能的进化规律有重要意义,同时也可为研究陆生植物登陆早期的抗病机理奠定科学基础。 本实验运用实时荧光定量 PCR技术研究在真菌感染情况下木质素合成途径关键基因的表达变化。研究结果表明,在真菌感染情况下,C4H1、C4H2、CCR2、CCR3、CCR4、CCR5、CAD1、CAD3、CAD4、COMT2、COMT3、CCoAOMT1和CCoAOMT2基因上调表达,CCR1在不接种对照组未表达,接种灰霉菌后被诱导表达。因此,灰霉菌感染诱导了小立碗藓木质素合成途径关键基因表达量升高,说明生物胁迫可能诱导了小立碗藓合成木质素。 为研究小立碗藓木质素含量和单体结构,本研究还利用溴乙酰法在280nm波长下对小立碗藓木质素含量进行了测定,同时还运用衍生化后的还原裂解(DFRC)法结合气相色谱-质谱法(GC-MS)对小立碗藓木质素单体结构进行解析。发现灰霉菌感染诱导情况下木质素含量增加,但是却没有检测出维管束植物标准的H、G和S型木质素单体,可能是苔藓植物所合成的木质素单体结构有别于标准的维管束植物木质素单体。植物在生物胁迫情况下合成木质素是维管束植物常见的防卫反应,而这些防卫反应同样出现在非维管束植物苔藓中,说明上述生理生化变化可能作为抵御病原菌侵染的机制在植物登陆早期就已经存在。
小立碗藓;生物胁迫;木质素;抗病机理;还原裂解法
贵州师范大学
硕士
生物化学与分子生物学
姜山
2014
中文
Q949.352;Q945.78
55
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）