He-Ne激光和增强UV-B辐射对拟南芥叶片微管结合蛋白MAP65-1的影响

摘要

随着人类社会的不断进步,工业化进程的快速发展,人类对大自然的影响日趋频繁,与此同时对大气环境造成了严重的破坏。大量污染物如氯氟烃、氯气、硫化物、NO和N02等被不加处理地排放到大气中,对臭氧层造成一定的破坏,导致到达地表的中波紫外线(即紫外线B,UV-B)辐射增强,并有持续增强的趋势,其影响植物的代谢、发育以及生存能力,因此对植物造成了一定的损伤。激光作为新型光源,适宜剂量的 He-Ne激光可以具有促进植物生长发育和新陈代谢的作用,并且对 UV-B对植物造成的损伤有一定的修复作用。
　　微管结合蛋白MAP65是一种“中央区域微管结合蛋白”,对后期纺锤体的完整性和细胞分裂至关重要。本研究选用哥伦比亚生态型(Columbia-0)的野生型拟南芥为实验材料,设置四个处理组,对照组(CK)、He-Ne激光(5mW?mm-2)辐照组(L)、增强UV-B(15.55kJ?m-2?d-1)辐射组(B)以及两者的复合辐照处理组(BL)的条件,从生理、细胞、分子水平综合研究He-Ne激光和增强UV-B辐射对拟南芥叶片微管结合蛋白 MAP65-1的影响。主要通过以下几个方面:(1)通过拟南芥幼苗生理生化指标的测定,筛选出拟南芥幼苗最适剂量的 He-Ne激光以及 UV-B。(2)采用考马斯亮蓝法和 SDS-PAGE电泳以及免疫印迹鉴定分析 He-Ne激光和增强 UV-B辐射后对拟南芥幼苗微管结合蛋白 MAP65-1及微管蛋白的影响。(3)采用间接免疫荧光标记技术和激光共聚焦扫描显微系统对正常处理组中 MAP65-1和微管进行双标记,探究体细胞内MAP65-1与微管分布的相关性,并研究了增强UV-B辐射后MAP65-1的分布变化。(4)利用PCR技术检测He-Ne激光和增强UV-B辐射对拟南芥幼苗MAP65-1基因表达的影响。
　　综合分析He-Ne激光和增强UV-B辐射后对MAP65-1的影响,探讨微管结合蛋白在辐射后的变化,为课题组在小麦中研究增强UV-B辐射后的“分束分裂”提供一定的理论依据。
　　具体的研究结果如下:
　　1、适宜剂量的He-Ne激光辐照可促进拟南芥幼苗的生长发育,且最佳辐照剂量是5 mW?mm-2,每天3min。当辐照时间大于3min时,对幼苗的促进作用逐渐变小,且随着辐照时间的延长而表现出抑制作用;对拟南芥连续 UV-B辐射9天,剂量为15.55kJ?m-2?d-1,筛选出每天辐射的时间应为90min,辐射时间超过90min,拟南芥幼苗的各种抗氧化酶类的活性急剧下降,幼苗趋于死亡。
　　2、经考马斯亮蓝法和SDS-PAGE电泳以及免疫印迹鉴定分析发现,单独UV-B处理使微管蛋白解聚,He-Ne激光和UV-B复合处理后,微管蛋白解聚程度减小,单独He-Ne激光处理促进微管聚合。因此认为He-Ne激光在一定程度上缓解了UV-B对微管蛋白的解聚作用。单独UV-B处理组MAP65蛋白含量减少,He-Ne激光和UV-B复合处理后,MAP65蛋白含量仍低于对照组,但高于UV-B组,单独He-Ne激光处理MAP65蛋白含量增加。经灰度分析微管结合蛋白 MAP65-1含量在经 UV-B辐射后含量减少, He-Ne激光与UV-B复合处理组中,拟南芥MAP65-1的含量则显著增加,He-Ne激光单独处理组中MAP65-1的含量稍有增加。
　　3、间接免疫荧光标记技术和激光共聚焦扫描显微系统扫描结果发现,在拟南芥原生质体中MAP65-1与微管蛋白共定位,经UV-B辐射后,细胞质中的MAP65-1的定位发生改变,主要向细胞膜周围聚集。
　　4、采用PCR技术对不同处理下的AtMAP65-1基因表达量进行分析,结果表明:与对照组相比,单独UV-B处理组,拟南芥AtMAP65-1基因的表达量上升;He-Ne激光和UV-B复合处理组中拟南芥AtMAP65-1基因的表达量增加,但低于B组;单独He-Ne激光处理后,拟南芥AtMAP65-1基因的表达量则是四个处理组中最低的。

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前言

1、增强UV-B辐射对植物的生物学效应

2、激光的生物学效应

3、微管结合蛋白MAP65-1概述

4、本研究的内容和意义

第一章 He-Ne激光和增强UV-B辐射对拟南芥幼苗生理指标的影响

1、材料

2、实验方法

3、结果与分析

4、讨论

第二章 He-Ne激光和增强UV-B辐射对拟南芥叶片微管结合蛋白MAP65-1含量及其分布的影响

1、材料

2、实验方法

3、结果与分析

4、讨论

第三章 He-Ne激光和增强UV-B辐射对拟南芥叶片MAP65-1基因表达与调控的影响

1、材料

2、实验方法

3、结果与分析

4、讨论

结论

致谢

参考文献

附录：攻读硕士期间发表的文章