大豆胚轴人工老化过程中程序性细胞死亡的研究

摘要

主要结果如下:人工老化过程中大豆种子生活力逐渐下降.萌发进程减慢.人工老化过程中大豆种子含水量逐渐升高,含水量升高的趋势与种子吸涨的含水量变化相似,有明显的三阶段.人工老化过程中大豆种子萌发后的幼苗生长量下降,但下降过程中维持一个相对高的阶段.人工老化过程中大豆种子呼吸速率(耗氧量)出现跃变,高峰出现在人工老化后10 d.人工老化过程中大豆胚轴伊文思蓝的着色逐步加深,说明细胞死亡的程度也逐步加强.尤其是原分生组织的着色明显比周围组织深,说明细胞死亡可能主要发生在分生组织中.人工老化过程中大豆胚轴的分生组织细胞逐渐出现细胞质皱缩,细胞核整体变型,核染色加深等现象.超微结构上,由于处于吸涨初期,分生组织细胞结构分化不明显,内膜系统几乎观察不到,而核形态变化较大;出现核的变形,比如核整体拉长,无法维持原有近圆形状.核质致密化(nuclear condensation),核质边缘化(nuclear margination),核膜破损和核周的小泡聚集等现象也出现在后期的人工老化过程中.不同老化程度大豆胚轴的超微结构变化还体现在液泡化程度的升高和细胞壁旁的脂质小体数量的减少上.大豆胚轴在人工老化过程中DNA出现降解,但DNA电泳条带中未见出现梯状电泳(DNAladder).同样,核小体酶联免疫反应定量表明在人工老化过程中核小体数量在逐步增加.而TdT酶介导的DNA末端原位检测中,随着人工老化程度的加深,一些细胞的核被染上斑点状的棕褐色,即DNA片断的末端被标记.与DNA变化相对应,随着人工老化程度加深,总核酸酶活性不断上升.而与PCD直接相关的蛋白酶ICE酶家族(interleulin-1β converting enzymes,白细胞介素1 β转换酶类)活性上,并未检测到Caspase-3或类似酶的活性存在.活性氧,抗氧化酶活性和硫代巴比妥酸活性产物(thiobarbituric acid reactivesubstance,TBARS)的测定结果证明随着人工老化过程中呼吸速率发生跃变,活性氧的水平也同时出现跃变,而且超氧阴离子自由基的产生速率和过氧化氢含量与耗氧量一致都于人工老化后10 d达到了高峰.抗氧化酶活性在人工老化过程中整体下降,但是均出现不同程度的诱导高峰.抗氧化酶中除GR由于处于基础还原力的制造者的地位对于活性氧水平比较敏感,因此也于人工老化10 d后达到高峰以外,其他的酶如SOD,CAT和APX均在人工老化后15 d出现诱导高峰.TBARS水平变化趋势与几种抗氧化酶一致.综合以上几个方面,该文的主要结论是在大豆胚轴的人工老化过程中作为一种主动应答逆境的方式可能存在着PCD.尽管在该过程中可能还存在着因高温高湿导致的细胞坏死.而无论是PCD还是坏死,都是活性氧的平衡破坏而造成伤害所致.

目录

文摘

英文文摘

缩写词表

第一章前言

1.1植物程序性细胞死亡的概述

1.1.1植物PCD的实例

1.1.2植物PCD的形态和生理生化

1.2种子发育与萌发过程中的PCD

1.2.1胚乳发育过程中的PCD

1.2.2糊粉层降解过程中的PCD

1.2.3种子人工老化和劣变种子萌发过程中可能的PCD

1.3本研究的目的，内容和理论结构

1.3.1本研究的目的

1.3.2本研究的内容

1.3.3本研究的理论结构

第二章人工老化过程中大豆种子的生活力变化

2.1材料与方法

2.2结果

2.2.1不同人工老化状态的大豆种子的萌发率与萌发进程

2.2.2 大豆种子含水量的变化

2.2.3大豆种子幼苗的生长量

2.2.4大豆种子呼吸速率的变化

2.3讨论

第三章人工老化过程种大豆胚轴形态解剖结构变化

3.1材料与方法

3.2结果

3.2.1人工老化过程中大豆胚轴的活性染色结果

3.2.2人工老化过程中大豆胚轴组织细胞结构观察

3.2.3人工老化过程中大豆胚轴细胞超微结构观察结果

3.3讨论

第四章人工老化过程中大豆胚轴与PCD相关的DNA和相关酶活性的变化

4.1材料与方法

4.2结果

4.2.1不同人工老化程度大豆胚轴总DNA电泳

4.2.2大豆胚轴人工老化过程中TdT酶介导的DNA末端标记(TUNEL)

4.2.3大豆胚轴人工老化过程中核小体数量变化

4.2.4大豆胚轴人工老化过程中总核酸酶活性变化

4.2.5大豆胚轴人工老化过程中Caspase-3活性变化

4.3讨论

第五章人工老化过程中大豆胚轴的活性氧动态和抗氧化酶活性

5.1材料与方法

5.2结果

5.2.1活性氧的测定结果

5.2.2抗氧化酶活性变化

5.2.3 TBARS量的变化

5.3讨论

结论

参考文献

致谢

原创性声明

附：已发表的与本研究有关的论文