甘草叶片抗氧化系统对UV-B辐射的响应机制研究

摘要

为探讨甘草叶片对UV-B辐射增强的响应机制，本研究以乌拉尔甘草幼苗为材料，在人工模拟处理条件下（10000lx光照强度+2.4uw/cm2的UV-B辐射剂量），采用组织化学定位技术、生理生化技术、转录组和代谢组分析技术分别对不同UV-B辐射处理时间(2h、6h、12h、24h、48h、96h)的甘草叶片进行了研究，结果表明:
　　1.UV-B辐射增强导致甘草叶片细胞内ROS含量增加，其增加趋势依赖于处理时间的变化，大量积累的ROS对甘草叶片细胞膜造成的氧化损伤也逐渐增加。当UV-B辐射强度小于10.368kJ/m2时，UV-B辐射对甘草叶片细胞膜造成的损伤程度较轻，此时甘草叶片细胞内能通过自身清除作用，清除UV-B辐射产生和积累的ROS，维持细胞内的氧化平衡。当辐射强度大于10.368kJ/m2时，甘草叶片细胞内ROS平衡状态已被打破，UV-B辐射对甘草叶片细胞膜造成的氧化损伤程度随辐射强度增加而增加，进而影响细胞的生理生化过程，甚至导致细胞死亡。
　　2.甘草叶片抗氧化系统对UV-B辐射的响应因处理时间不同而存在差异，细胞内各类抗氧化酶活性随UV-B辐射时间的变化趋势不同，其中SOD、GPX酶活性随辐射时间增加，呈现先增加后降低的变化趋势，且UV-B辐射处理组的甘草叶片中SOD、GPX活性均高于对照组水平;而CAT活性随UV-B辐射时间增加呈现先升高后减低的变化趋势，当UV-B辐射强度大于10.368kJ/m2时，甘草叶片内CAT活性被抑制;POD、GR活性随UV-B辐射处理时间增加而增加。
　　3.甘草叶片细胞内类黄酮化合物含量随UV-B辐射处理时间增加，呈现先增加后减低的变化趋势，UV-B辐射处理不同时间的甘草叶片内共检测到36种类黄酮组分，如芹菜素(apigenin)、柚皮素(naringenin)等。因各组分官能团不同对UV-B辐射的响应机制也有不同，故随UV-B辐射处理时间增加其变化趋势不同;甘草叶片细胞内多酚类化合物含量随UV-B辐射处理时间增加，呈现先增加后降低的变化趋势，UV-B辐射处理不同时间的甘草叶片内共检测到22种多酚组分，如4-香豆酸(4-Coumaric acid)、咖啡酸（Caffeic acid）、绿原酸(Chlorogenic acid)等，各组分含量随UV-B辐射处理时间增加表现出不同的变化趋势。
　　4.不同UV-B辐射处理时间，甘草叶片细胞内的基因表达模式不同，根据基因差异表达模式，可将所有试验组聚为3类，其中:CK和2h;6h和12h;24h、48h和96h。且UV-B辐射处理不同时间，甘草叶片细胞内抗氧化相关差异基因响应模式也不同，即UV-B辐射能刺激细胞内，SOD、POD、GPX、GR、PAL、C4H、CHS、FLS、PPO上调表达，其中高强度UV-B辐射对POD、GR的促进作用较明显，但CAT不同，低强度UV-B辐射能刺激CAT表达，高强度UV-B辐射抑制CAT表达。
　　5.UV-B辐射增强后，甘草叶片细胞内UVR8、CAM、ABA、ROS信号物质之间存在互作，这些信号同时会刺激细胞内抗氧化酶活性增强、抗氧化物质合成关键酶活性增强及ETH介导的细胞凋亡机制激活，通过上述途径协同作用共同促进乌拉尔甘草对UV-B辐射增强的防御响应。

目录

声明

摘要

第一章引言

1．1研究背景

1．2 Uv-B辐射增强对植物的影响

1．3植物对UV-B辐射增强的响应机制

1．4植物响应UV-B辐射的分子调控机制

1．5目的及意义

第二章UV-B辐射增强对甘草叶片的影响

2．1材料与方法

2．2结果与分析

2．3讨论

2．4小结

第三章甘草叶片抗氧化系统对UV-B辐射增强的响应

3．1材料与方法

3．2结果与分析

3．3讨论

3．4小结

第四章甘草叶片抗氧化系统对UV-B辐射增强的分子调控机制

4．1材料与方法

4．2试验结果

4．3讨论

4．4小结

第五章结论

参考文献

附录

致谢

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