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(植物学专业论文)kcl处理对盐地碱蓬液泡膜hatpase和hppase活性的影响.pdf.pdf 免费下载
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丝塑塑签兰壁丝丝 a b b r e v i a t i o n s s h o r tf o r m c o m p l e t ef o r m b c i p 5 - b r o m o 一4 - c 1 1 1 0 r o 一3 - i n d o x y lp h o s p h a t e b s a b o v i n es e l u ma l b u m i n b z a t p 3 - o - ( 4 一b e n z o y l ) b e n z o y l a d e n o s i n e5 - t r i p h o s p h a t e c a mc r a s s u l a c e a na c i dm e t a b o l i s m c a t c a t a l a s e c n c y c l i cn u c l e o t i d e s c n g c c y c l i c - n u c l e o t i d e - g a t e dc h a n n e l s d c c d n n d i c y c l o h e x y l c a r b o d i i m i d e d e p c d i e t h y l p y r o c a r b o n a t e d t t d i t h i o t h r e i t o i e b e t h i d i u mb r o m i d e e d l a e t h y l e n e d i a m i n e t e t r a a c e t i ca c i d b g l a e t h y l e n eg l y c o lb i s ( 2 - a m i n o e t h y l ) t e t r a a c e t i ca c i d f i t cf l u o r e s c e i n5 - i s o t h i o c y a n a t e f m m a x i m a lf l u o r e s c e n e f ot h ei n i t i a lf l u o r e s c e n c e f vc h a n n e l s f a s t - a c t i v a t i n gv a c u o l a rc h a n n e l s f v ,f mp s1 1 m a x i m a l p h o t o e h e m i c a l e f f i e i e n e yi nd a r k n e s s g l r s g l u t a m a t er e c e p t o r s g o r k v o l t a g e - g a t e do u t w a r d l yr e c t i 剐n gk + c h a n n e l s h e p e s n - 2 - h y d r o x y e t h y l p i p e r a z i n e - n - 2 一e t h a n e s u l f o n i ca c i d m e s 2 - ( n - m o r p h o l i n e ) e t h a n e s u l f o n i ca c i d i g gi m m u n o g l o b u l i ng k i r v o l t a g e d e p e n d e n tk + - s e l e c t i v ei n w a r dr e c t i f y i n gc h a n n e l s k o r v o l t a g e - d e p e n d e n tk + - s e l e c t i v eo u t w a r dr e c t i f y i n gc h a n n e l s m d a m a l o n d i a l d e h y d e m e tm e 出i o n i n e m o p s 3 - ( n - m o r p h o l i n o ) - p r o p a n es u l f o n i ca c i d m pm e m b m n ep o t e n t i a l n b d c i 7 - c h l o r o - 4 n i t r o b e n z o 2 - o x a - l , 3 - d i a z o l e n b tn i t r ob l u et e t r a z o l i u m n e m n - e t h y l m a l e i m i d e n s c cn o n - s e l e c t i v ec a t i o nc h a n n e l s p e ap l a n te f f i c i e n c ya n a l y s e r p m fp r o t o nm o t i v ef o r c e p m s f p h e n y l m e t h y ls u l f n n y lf l u o r i d e p nn e tp h o t o s y n t h e t i cr a t e 山东婚范大学硬士学位论文 p o d p e r o x i d a s e p 0 1 p o l y a m i n e s p v p p o l y v i n y lp o l y p y r r o l i d o n e r o s r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s s a ss l r e t c h - a e t i v a t e d s d ss o d i u md o d e c y ls u l f a t e s k o rs h a k e r - l i k ek + o u t w a r d - r e c t i f y i n gc h a n n e l s o d s u p e r o x i d ed i s m u t a s e s s c s t a n d a r ds a l i n e - c i u a t e s vc h a n n e l s s l o w - a c t i v a t i n gv a c u o l a rc h a n n e l s t b at h i o b a r b i t u r i ca c i d 劂 t e l r a c t h y l a m m o n i u m t eb u f f e r t r i s - e d l ab u f f e r t e m 旧d n ,n n n - t e t r a m e t h y l e t h y l e n e d i a m i n e t r i c i n e n - t r i s - ( h y d r o x y m e t h y l ) - m e t h y l - g l y c i n e t r i s 3 - h y d r o x y m e t h y b m e t h y l a m i n e w d k c w e a k l yv o l t a g e - d e p e n d e n tc h a n n e l v a t p a s ov a c u o l a rw - t r a n s p o r t i n ga d e n o s i n et r i p h o s p h a t a s e v cv i t a m i nc v p p a s ev a c u o l a rt i + - t r a n s l o c a t i n gi n o r g a n i cp y r o p h o s p h a t a s e 中p s a c t u a lp h o t o s y s t e m e f t i c i e n e y 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果,也不包含为获得( 注:如没有其他需要特别声 明的,本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名:歹琴圈图 导师签字: 学位论文版权使用授权书 多一 对与 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向 国家有关都门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本入授权茎 主k 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名拳压jf 蓟 签字日期:2 0 0 5 年5 月z d 日 夕号 导师糠云上 签字日期:2 0 0 f 年妇j 日 山东师范大学碗士学位论文 搞要 k 是植物所需的大量矿质元素之一,在植物生长和代谢中具有重要作用。一 般认为k + 在植物抗盐方面起重要作用,n a + 诱导组织内k + 含量低是造成盐害的 一个重要原因。但是高于一定浓度的k + 对植物的生长却有抑制作用。一般认为 植物能够耐受n a c l 胁迫而不能耐受同浓度的k c i 胁迫。植物能够耐受高浓度的 n a c i 关键在于植物能将进入细胞质中的n a + 区域化至液泡中,这主要是通过液 泡膜上的n a + h + 逆向转运蛋白( n a * h + a n t i p o r t e r ) 来实现的,而s a + h + 逆向转运 蛋白所需动力是液泡膜h + - a t p a s e 和小p p a s e 所产生的跨膜质子驱动力( p r o t o n m o t i v e r o m e ,p m f ) 。我们以前的结果证明n a c i 处理下盐地碱蓬叶片液泡膜n 加+ a n t i p o r t e r 活性显著增加,同时液泡膜旷a t p a s e 活性也显著增加。本实验以典 型的稀盐盐生植物盐地碱蓬为材料,用1 0 0m m o l lk c l 和1 0 0m m o l ln a c l 处 理盐地碱蓬后,测定生长、光合和气孔等生理指标,同时测定叶片液泡膜 n a t p a s e 和w - p p a s e 的活性,并对液泡膜矿a t p a s e 和h + - p p a s e 进行了w e s t e r n b l o t 和n o r t h e r nb l o t 分析,目的是探讨k + 伤害与液泡膜一a t p a s e 和h + - p p a s e 的关系。主要结果如下: 1 n a c i 和k c i 处理对盐地碱蓬生长的影响 在1 0 0m m o l lk c l 处理下,盐地碱蓬仍可以生长,但生长情况不如对照好, 而且对盐地碱蓬的影响已经反映在形态上了,茎尖( 幼叶部分) 发黄,侧枝生长 缓慢,较成熟和成熟叶子比较窄小,叶尖枯萎坏死;而1 0 0m m o l l n a c i 处理下, 盐地碱蓬的生长情况比对照好。说明1 0 0m n l o i lk c l 处理对盐地碱蓬已产生伤 害,而1 0 0m n l 0 1 l n a c l 处理则促进其生长。 n a c i 处理下,其鲜重显著增加,干重变化不显著,含水量显著增加,相对 含水量变化不显著;而在k c l 处理下,鲜重和干重变化均不显著,含水量和相 对含水量均显著下降。n a c l 处理下鲜重的增加可能主要是含水量增加的结果, 而在k c l 处理下,盐地碱蓬发生水分亏缺。n a c i 和k c l 处理时,叶子细胞汁液 渗透势均显著下降,这说明n a c l 处理通过降低渗透势保持吸水,k c l 处理下, 渗透势虽然也下降但其渗透调节能力却没有因此而增强。 2 n a c i 和k c i 处理对盐地碱蓬相关光合指标的影响 在成熟叶中,在n a c l 和k c l 处理下,总叶绿素、叶绿素a 的含量均显著下 降,其n a c l 处理下下降的程度更大;n a c i 处理下,叶肉质化,含水量增加,鲜 重增加,可能是造成叶绿素相对含量( m g g - 1 f w ) 减少的原因。而k c l 处理下, 叶绿素含量的降低可能是由于合成减少或降解加速或两者兼有。在n a c l 和k c l 由东卿范大学硕士学位论文 处理下,幼叶总叶绿素、叶绿素a 、叶绿素b 的含量均显著下降,与成熟叶不同, k c l 处理引起的下降幅度更大,可能是n a c l 处理下叶肉质化在成熟叶中表现得 最为明显;对于k c l 处理引起幼叶中叶绿素大幅度下降,可能是由于k c l 处理 对幼叶的伤害程度大于成熟叶。 在n a c l 和k c l 处理下,成熟叶的f v f m 、o p s h 、光合速率均没有显著的变 化。叶绿素的下降可能引起光能吸收的减少,但其吸收的光能仍高于所能利用的 范围,所以对光合速率没有显著的影响。另一方面,说明本实验的n a c l 和k c i 处理并没有改变盐地碱蓬p s 特性。 3 n a c ! 和k c i 处理对盐地碱蓬叶表皮气孔的影响 n a c l 处理下,气孔的开度比对照大,盐地碱蓬可能在n a c l 处理下通过增强 蒸腾失水来促进水分的吸收;k c i 处理下,气孔开度减小,甚至关闭,这可能表 明k c i 处理下受到水分胁迫,调节气孔的关闭减少水分的丧失。此外,k c l 处理 下叶表面的蜡晶体形态发生了改变,蜡晶体要比对照长,这可能是对k c i 处理 的一种响应,通过减少角质层蒸腾来保存水分。 4 k c ! 处理对盐地碱蓬叶尖显微结构的影响 对k c l 处理下叶尖枯萎部分的叶子做石蜡切片,观察到枯萎由叶尖向内逐 渐发生,而且叶子中心处的细胞首先死亡,靠近表皮的细胞死亡发生得要晚一些。 可能表明维管束处细胞先发生死亡,致使其周围细胞得不到其所需的水分或养分 供应而死亡。 5 n a c i 和k c i 处理对盐地碱蓬叶液泡膜h + - a t p a s e 和h + - p p a s e 活性及蛋白表 达的影响 在成熟叶中,n a c l 和k c l 处理均增加了液泡膜h + - a t p a s e 的水解活性,而 且这种变化在k c l 处理下更为明显;n a c i 和k c l 处理也增加了液泡膜h + - p p a s e 的水解活性,但与液泡膜h + a t p a s e 不同的是液泡膜h + - p p a s e 的水解活性在n a c i 处理下增加的幅度大于k c l 处理。在幼叶中,n a c l 和k c l 处理也增加了液泡膜 h + - a t p a s e 的水解活性,但变化幅度要小于成熟叶;液泡膜矿p p a s e 的水解活性 在n a c l 处理下有所增加,在k c l 处理下却下降。此外,成熟叶中液泡膜h + - a t p a s e 的水解活性要高于幼叶,幼叶中液泡膜i - i + p p a s e 水解活性明显高于成熟叶,这 与液泡膜h + p p a s e 在大多数的幼嫩组织中是液泡膜上主要的质子泵,而在成熟 组织中液泡膜矿a t p a s e 为液泡膜上主要的质子泵的观点一致。 用液泡膜h + - a t p a s e 全酶的抗血清a t p 9 5 和a t p 8 8 对叶液泡膜微囊进行 w e s t e r nb l o t 分析得到了一致的结果。从整体上来看,在n a c l 和k c l 处理下,幼叶 和成熟叶中液泡膜h + - a t p a s e 的蛋白表达量均比对照增加,而且成熟叶中变化比 幼叶更明显;k c l 处理下液泡膜h + - a t p a s e 表达量的增加l p n a c l 处理时更为明显。 2 对液泡膜t f - a t p a s ea 亚基的w e s t e r nb l o t 分析进一步肯定了上述实验结果。 对液泡膜h + - p p a s e 进行w e s t e r nb l o t 分析表明,液泡膜h + - p p a s e 在对照的 幼叶中的表达量多于成熟叶;在幼叶中,n a c l 和k c l 处理并没有改变液泡膜 旷p p a s e 蛋白质的表达;在成熟叶中,n a c i 和k c l 处理均使液泡膜i - i + p p a s e 蛋白质的表达增加,而且n a c i 处理下的表达量多于k c i 处理。这与水解活性的 结果基本一致。 对液泡膜h + - a t p a s e 的c 亚基进行n o r t h e r nb l o t 分析结果表明,n a c i 和k c l 处理均明显诱导了c 巫基的基因表达,。并且k c i 处理下这种诱导效应更为显著。 总之,在n a c l 和k c l 处理下,盐地碱蓬在形态、鲜重、叶绿素含量等方面 存在明显差异,这表明n a c l 和k c l 处理对盐地碱蓬的影响是不同的。从含水量、 相对含水量、叶子细胞汁液渗透势、气孔、叶尖显微结构等方面来看,k c l 处理 引起盐地碱蓬水分亏缺,不能很好地进行渗透调节。与n a c l 处理相似,k c i 处 理下盐地碱蓬液泡膜h + - a t p a s e 活性及其蛋白表达也明显增加,而且这种增加在 k c l 处理下更为明显,液泡膜i - l + - p p a s e 的变化程度要小一些,但与对照比也没 有明显下降。这些结果表明k c l 处理对盐地碱蓬造成的伤害是由于干扰水分代 谢造成的,而与液泡膜t - + - a t p a s e 和i - i + p p a s e 可能没有直接关系。 关键词:盐地碱蓬k c l 处理水分代谢液泡膜h + - a t p a s e 液泡膜一一p p a s e 分类号:q 9 4 5 7 8 a b s t r a c t p o t a s s i u mi sa ne s s e n t i a lm a c r o e l e m e n tt h a tp l a y sv i t a lr o l e si nv a r i o u sa s p e c t so f p l a n tg r o w t ha n dm e t a b o l i s ma n di sn e e d e di nl a r g eq u a n t i t i e s k _ h a sb e e nc o n s i d e r e d t op l a ya ni m p o r t a n tr o l ei ns a l tt o l e r a n c e i nn o n - h a l o p h y t e s ,n a 十s a l i n i t yi n d u c e sa d e c r e a s ei nk + c o n t e n to ft h et i s s l l e w h i c hh a sb e e np m p o s e dt oc o n t r i b u t et os a l t t o x i c i t y h o w e v e r , h i g hc o n c e n t r a t i o n so fe x t e r n a lk + a b o v ec e r t a i nt h r e s h o l dl e v e l i n h i b i tp l a n tg r o w t h i ti sa c c e p t e dt h a tp l a n t sc a nt o l e r a t en a c is t r e s s ,b u tc a nn o t t o l e r a ti s o t o n i ck c l p l a n t st o l e r a t eh i 【g l lc o n c e n t r a t i o no fe x t e r n a ln a 十t h r o u g ht h e c a p a c i t yo fs e q u e s t r a t i n gn a + i n t ot h ev a c u o l e 1 1 1 et r a n s p o r t a t i o no fn a + a g a i n s tt h e c o n c e n t r a t i o ng r a d i e n tf r o mt h ec y t o p l a s mi n t ot h ev a c u o l ev i a 也et o n o p l a s tn a + h + a n t i p o r t e ri sd e p e n d e n to nt h ea c t i v i t i e so fv a c u o l a rh + - a t p a s e ( v - a t p a s e ) a n d h + - p y r o p h o s p h a t a s e ( v - p p a s e ) w h i c he s t a b l i s ha ne l e c t r o c h e m i c a l 矿一g r a d i e n ta c r o s s t h et o n o p l a s tt h a te n e r g i z e st h et r a n s p o r t e r s o u rl a bh a dp r o v e dt h a tn a c lt r e a t m e n t l e a d e dt oa ni n c r e a s ei nt o n o p l a s tn a + h + a n t i p o r ta c t i v i t ya sw e l la sv - 钢_ p a s e a c t i v i t y i nt h i ss t u d y , s a l t d i l u t i o nh a l o p h y t ess a l s ap l a n t se x p o s e dt o1 0 0m m o l l k c la n dn a c lw e r eu s e dt o i n v e s t i g a t e t h ea c t i v i t i e sa n dp r o t e i na n dm r n a e x p r e s s i o no fv 二a t p a s ea n dv - p p a s eo fss a l s ab yw e s t e r na n dn o r t h e mb l o t a n a l y s i si na d d i t i o nt ot h ed e t e r m i n a t i o no fs o m ep h y s i o l o g i c a lp a r a m e t e r s ( g r o w t h , p h o t o s y n t h e s i s s t o m a t aa n ds oo n ) t h ea i mw a st od e t e r m i n ew h e t h e rt h e r ew a s s o m er e l a t i o n s h i pb e t w e e nk c it o x i c i t yt oss a l s aa n dv - a t p a s ea n dv - p p a s e t h e m a i nr e s t d t sw e r es h o w na sf o l l o w s 1 e f f e c t so f n a c la n dk c it r e a t m e n t so nt h eg r o w t ho f s s a l s a p l a n t se x p o s e dt o1 0 0m m o l lk c ld i dn o tg r o ww e l lc o m p a r e dw i t l lc o n t r o lp l a n t s a n dh a de f f e c t so np l a n tm o r p h o l o g y s t r e s s e dy o u n gl e a v e sw e r ec h l o r o t i ca n dl a t e r a l b r a n c h e sd e v e l o p e ds l o w l y m a t u r el e a v e sb e c a m en a r r o wa n dn e c r o t i ca tt h el e a ft i d w h i l e p l a n t se x p o s e d t o1 0 0 m m o l l n a c l g r o w e d b e t t e r t h a n c o n t r o l p l a n t s c o m p a r e dw i t 1c o n t r o lp l a n t s t h ef r e s hw e i g h ta n dw a t e rc o n t e n ts i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e dw i t hn a c it r e a t m e n t ,w h i l et h ed r yw e i g h ta n dr e l a t i v ew a t e rc o n t e n th a da n o b v i o u sc h a n g e t h i si n d i c a t e st h a tt h ei n c r e a s eo ff r e s hw e i g h tw a sm a i n l yc a u s e db y t h ei n c r e a s eo fw a t e rc o n t e n t k c lt r e a t m e n th a dn od i s t i n c te f f e c t so nf r e s hw e i g h t a n dd r yw e i g h ta n dl e dt oas i g n i f i c a n td e c r e a s ei nw a t e rc o n t e n ta n dr e l a t i v ew a t e r 4 c o n t e n t t h er e s u l t ss h o wt h a tk c lt r e a t m e n ti n d u c e dw a t e rd e f i c i t c e l ls a po s m o t i c p o t e n t i a ld e c r e a s e dm a r k e d l yw i t hn a c ia n dk c lt r e a t m e n t t h i si n d i c a t e st h a tp l a n t s t r e a t e dw i t hn a c lw a sl i k e l yt om a i n t a i u 阳t e 室u p t a k ev i at h ed e c r e a s eo fo s m o t i c p o t e n t i a l ,w h i l ep l a n t st r e a t e dw i t hk c ih a dn o tag r e a t e ra b i l i t yf o ro s m o t i c a d j u s t m e n tt h o u g ht h eo s m o t i cp o t e n t i a la l s od e c r e a s e d 。 2 e f f e c t so f n a c ia n dk c it r e a t m e n t so i lt h er e l a t i v ep h o t o s y n t h e t i cp a r a m e t e r so f s , s a l s a i nm a t u r el e a v e s ,t h et o t a lc h l o r o p h y l lc o n t e n ta n dc h l o r o p h y l lac o n t e n td e c r e a s e d m a r k e d l y 谢t 1 1n a c la n dk c lt r e a t m e n t s t h i se f f e c tw a sm o r ee v i d e n t 、v i t hn a c l t r e a t m e n t t h eh j i 曲w a t e rc o n t e n ta n d 缸出w e i g h tp o s s i b l yl e dt ot h ed e c r e a s eo f r e l a t i v ec h l o r o p h y l lc o n t e n t ( n a gg - 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