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题名: 种子贮藏中细胞死亡机制研究
作者: 陈虹颖
学位类别: 博士
答辩日期: 2010-05
授予单位: 中国科学院研究生院
导师: 李唯奇
学位专业: 植物学
中文摘要: 种子作为承载植物生命的载体,并可以在有限的空间里最大限度地保存物种的遗传多样性,开展植物种子的收集保存已经成为当今植物多样性保护的一个重要手段。论文运用生理、生化和分子研究手段,对正常型种子老化过程和非正常型种子(即中间型和顽拗型)的干燥过程所导致的种子活力丧失,最终死亡,两个种子生物学研究领域的热点和难点问题进行了探索。结果发现:第一,“正常型”豌豆种子老化过程属于程序性死亡过程。本研究首次运用基因芯片技术,对种子老化过程进行了转录水平的剖析研究。为深入了解种子老化的机制奠定了基础。此外,谷光甘肽(glutahione)在“正常型”种子老化过程中扮演重要作用。研究检测了豌豆种子老化全过程中,谷光甘肽氧化还原状态的变化,结果显示,当种子活力开始下降时,谷光甘肽半细胞氧化还原电势(EGSSG/2GSH)明显上升, 表明在老化过程中氧胁迫累积,谷光甘肽是老化过程中种子活力的指示剂。说明谷光甘肽氧化还原系统在种子老化过程中,有举足轻重的作用。第二,活性氧可以缓解干燥导致的萌发率降低。论文以储藏特性为中间型的茶(Camellia sinensis var. assamica)种子为研究对象,在不同干燥程度的种子中加入外源ROS后发现:ROS可以减缓干燥对种子造成的伤害。第三,正常和顽拗型种子在脱水中分别经历可逆和不可逆的膜伤害。细胞膜对环境敏感,调整膜脂分子组成是细胞应对环境影响的主要方式。一个普遍的规律是,结构特殊的磷脂酸(phosphatidic acid,PA)分子对温度和水分十分敏感,其含量升高说明细胞膜受到了伤害。以贮藏行为不同的豌豆(Pisum sativum,正常型)、茶(Camellia sinensis var. assamica,中间型)和板栗(Castanea mollissima,顽拗型)为代表,利用脂类组学方法及聚类分析等手段,比较分析其变化规律与贮藏行为的关系。正常型和顽拗型胚轴的PA对脱水的响应模式不同。证据提示,正常型种子的萌发率不受脱水的影响,可能是脱水导致的细胞膜伤害是可逆的;顽拗型种子的萌发率在脱水中急剧下降,可能是其中脱水诱导的细胞伤害是不可逆的,最终导致了细胞死亡。暗示PA有可能成为种子干燥过程中的一个活力指示剂。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/16096
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