文档介绍：沈阳师范大学
硕士学位论文
拟南芥组成型抗病突变体snc1对二氧化硫胁迫的应答
姓名:许佳
申请学位级别:硕士
专业:生物化学与分子生物学
指导教师:郝林
20100301
拟南芥组成型抗病突变体 snc1 对二氧化硫胁迫的应答
摘要
二氧化硫(SO2)是一种主要的大气污染物,对人类健康和生态系统危害极大。实
践证明植物体可作为一种理想的工具用于监测空气污染或进行污染物的清除。
以拟南芥野生型(Columbia)、内源水杨酸高积累突变体snc1、水杨酸缺失的转基因
植株nahG、水杨酸信号转导缺失突变体npr1-1和snc1nahG双突变体为材料,在实验室控
制条件下人工模拟SO2胁迫,通过对比研究,揭示拟南芥组成型抗病突变体snc1在对非
生物胁迫应答的机制。将供试植株分成两组,即对照组和SO2暴露组。SO2暴露组植株在
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自制的玻璃熏气箱内进行SO2暴露, mg·m ,每天熏气8 h,连续7 d。
对照组只通入碳滤空气。SO2暴露结束后取出植株,立即进行各种指标的测定。具体参
数包括:植株的相对生长速率,光合速率,胞间CO2浓度,气孔导度,抗氧化酶超氧化
物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,脂质过氧化产
物丙二醛(MDA)的含量及离子渗透率等。结果表明,在非SO2胁迫下,snc1突变体的
相对生长速率为58%,其它植株在76%和82%之间。而SO2暴露抑制了所有供试植株的生
长,snc1植株抑制程度最低,而nahG和npr1突变体生长抑制较野生型强烈。SO2暴露抑
制所有植株的光合速率,但与野生型相比,nahG和npr1-1受抑制程度最大,而snc1受抑
制程度最小,snc1nahG与野生型相近。与之对应的是,在SO2暴露下,snc1突变体的胞
间CO2浓度最低,这与其光合速率受抑制程度较低是一致的。在SO2暴露下,snc1突变体
的气孔导度只是轻度降低,而其它供试植株的气孔导度均显著降低。SO2暴露降低了所
有供试植株的SOD活性,其中nahG和npr1-1突变体降低最为严重,而snc1降低程度较小。
SO2暴露增加了所有供试植株的POD活性,其中snc1植株最为明显。在SO2暴露下,所有
供试植株的CAT活性降低,不过snc1降低程度最低。SO2暴露使所有供试植株的MDA含
量增加,但MDA最大的积累发生在nahG和npr1突变体,二者的MDA水平均比各自的对
照高2倍以上,而snc1突变体的MDA仅比其对照高19%。细胞膜的离子渗透率与MDA的
变化趋势完全一致。
根据上述对比研究推测,内源水杨酸高积累的snc1突变体对环境应答似乎具有双重
机制,即在正常环境条件下,植株的生长受到抑制,同时表现出氧化伤害现象,但在SO2
暴露下,该突变体又表现出比野生型更强的耐受性。而后一种现象也得到了本实验供试
突变体的支持。如nahG突变体和npr1-1突变体对SO2暴露的应答比野生型更加敏感,而
nahG在snc1突变体中的表达(即snc1/nahG双突变体)表现出与野生型相近的表型。这
表明,内源高水平的水杨酸一方面抑制了植株的正常生长,另一方面可提高植株对逆境
胁迫的应答能力。
关键词:二氧化硫,拟南芥,转基因植株,氧化还原状态
i
Arabidopsis Mutant snc1 Characterized with
Constitutive Resistance to Pathogens Responses to
SO2 Exposure

Abstract
Sulfur dioxide (SO2), a kind of main air pollutants recognized as harmful to human beings
and ecosystems. Practice shows that plant is an ideal tool to monitor air pollution or clear out
the pollutant.
In this experiment, Arabidopsis wild type (Columbia) and its salicylic acid (SA)-altering
mutants snc1 (suppressor of npr1-1, constitutive) with high SA level, transgenic line nahG
with low SA level, npr1-1 (nonexpressor of PR