气体信号分子H2S对拟南芥生长的影响

摘要

硫化氢(Hydrogensulfide，H2S)气体，无色有臭鸡蛋气味，分子量小可自由穿过细胞膜，其身份已从早期的毒性气体转变为气体信号分子。对于H2S调节植物胁迫响应的研究已经有大量的报道，而H2S对植物发育过程的影响还有待研究。本研究以NaHS作为外源供体，观察和检测生理浓度H2S对野生型拟南芥生长过程中，包括叶片长度、宽度、数目、植株高度表型指标;净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度四种光合作用相关指标和叶绿素含量;Rubisco、RCA、LHCB2、LHCB3和GPD光合作用相关基因表达量方面的影响。
　　主要结果如下:
　　1.叶片是绿色植物进行光合作用的主要器官，拟南芥播种2周后子叶张开，开始外源H2S处理，每3天测定H2S处理组及对照组植株的生长状况，统计数据表明:与对照组相比，H2S处理的拟南芥在叶片的长度，宽度和叶片数目上没有显著变化;H2S处理延缓拟南芥的抽苔时间，造成植株抽苔期间的高度差异，但H2S对抽苔后的植株高度没有显著影响。
　　2.光合作用是自然界碳-氧平衡的重要媒介，是植物制造和补充营养物质的重要过程。净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度是反应光合作用效率的主要参数。拟南芥播种后2周，子叶张开，开始外源H2S处理，分别于处理第17、24、31天测定上述四种光合效率指标。与对照组相比，处理24和31天的拟南芥净光合作用速率升高;施加H2S处理17天和31天的拟南芥的蒸腾速率，叶片气孔导度均高于对照组，胞间CO2浓度低于对照组。叶绿素含量可作为衡量植物能量和碳交换过程的重要参考指标，拟南芥光合效率的变化与叶绿素含量变化联系紧密。H2S处理24天的拟南芥叶绿素含量高于对照组。
　　3.光合性能的调节与光合基因的表达量息息相关。核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶、核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶激活酶和光合系统Ⅱ叶绿素结合蛋白LHCB2、LHCB3及NADP依赖的三磷酸甘油醛脱氢酶对植物光合作用有重要影响。半定量RT-PCR结果表明，不同生理浓度H2S处理上调拟南芥光合作用相关基因Rubisco、RCA、LHCB2、LHCB3和GPD的表达量。
　　以上结果表明:生理浓度H2S可以提高拟南芥光合相关基因Rubisco、RCA、LHCB3、LHCB2和GPD的表达量和叶片叶绿素含量，进而提高净光合作用速率;此外，H2S处理可提高拟南芥蒸腾速率，气孔导度，降低胞间CO2浓度;延长营养生长的时间，推迟其抽苔。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 硫化氢的生理特性

1．2 H2S的动物生理调节功能研究进展

1．3 H2S提高植物非生物逆境胁迫的研究进展

1．4 光合作用概述

1．4．1 光因素对光合作用的影响

1．4．2 环境胁迫对光合作用的影响

1．4．3 矿质元素及种植模式对光合作用的影响

1．4．4 植物自身结构及生化组成对光合作用的影响

1．5 拟南芥的研究进展

1．5．1 环境因素与拟南芥生长发育的研究进展

1．5．2 拟南芥抵御逆境胁迫的研究进展

1．6 目的与意义

第二章 材料和方法

2．1 材料培养

2．2 实验试剂和仪器

2．3 实验方法

2．3．3 拟南芥植株叶绿素含量测定

2．3．4 基因表达检测

2．3．5 统计分析

第三章 实验结果与分析

3．1 H2S对拟南芥生长的影响

3．2 H2S对拟南芥光合作用效率的影响

3．3 H2S对拟南芥叶绿素含量的影响

3．4 H2S对拟南芥光合基因表达量的影响

第四章 讨论与结论

4．1 讨论

4．1．1 植物营养生长与抽苔

4．1．2 H2S对植物光合作用的影响

4．1．3 叶绿体、叶绿素与光合作用

4．1．4 H2S对光合作用相关蛋白的影响

4．2 结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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