（挑战杯）活性氧在金鱼草切花向重力性反应中的信号转导作用.doc

活性氧在金鱼草切花向重力性反应中的信号转导作用 作者姓名：刘华明 范 玉 李韵琦 陈会星 李茂 指导老师姓名：张昭其 华南农业大学园艺学院，广州，510642 摘要 向重力性反应是导致金鱼草等切花商品价值降低、包装运输成本高的重要原因。植物的向重力性反应是一个复杂的生理生化过程（包括了重力刺激――生物信号反应――生理反应――上下侧生长素含量的不同――外观弯曲现象）。因此研究金鱼草向重力性问题在理论和实践上都具有重要意义。有研究表明活性氧被认为参与了植物的向重力性反应，活性氧被认为是细胞信号转导和调控组成成分，参与了生长素介导的细胞伸长。而许多研究又表明Ca2+参与了植物向重力性反应的各个环节。本文从这个角度出发，采用能激发植物内源H2O2产生的水杨酸（SA）、过氧化氢酶（CAT）的抑制剂――氨基三唑（AT）、NADPH氧化酶抑制剂――Imadizole（Im）及一氧化氮释放剂――硝普钠（SNP）处理采后金鱼草切花，研究这些药剂处理抑制金鱼草向重力性反应中的效果及生理作用，并从生理和分子水平讨论4种主要的抗氧化酶CAT、APX、NADPH氧化酶、H＋－ATP酶与活性氧信号及金鱼草向重力性的关系，从分子水平探讨钙信号相关基因CDPK、CAM 与向重力性反应的关系，生长素相关基因PIN、EXPANSINS、 与向重力性反应的关系，同时对H2O2信号与钙信号在向重力性反应中的相互作用进行初步探讨。目前主要研究结果如下： 1．通过AT、SA、Imidazole、SNP等活性氧诱导剂和抑制剂不同浓度处理，观察诱导和抑制效果筛选适合浓度； 2．通过使用测得的AT、SA、Imidazole、SNP等药剂的最佳浓度处理金鱼草切花，取适量样品放入超低温冰箱保存，用来测相关酶类和基因克隆表达； 3．进行NADPH氧化酶活性变化、活性氧含量等指标的测定；探讨活性氧与生长素积累和扩展蛋白的关系，SNP（硝普钠）与金鱼草向重力性的关系； 4．完善整理试验数据，撰写分析报告。 关键词：杨酸（SA） 氨基三唑（AT） Imadizole（Im） 金鱼草 向重力性 目 录 1 前言 3 2 材料与方法 3 2.1 金鱼草标本的采集 3 2.2 方法 3 2.2.1 酶测定方法 3 2.2.2 基因的快速提取（CTAB法） 4 2.3 实验药品 4 2.4 实验材料 4 2.5 实验材料处理 4 2.5.1 金鱼草切花处理 4 2.5.2药剂浓度筛选 4 2.6 经药剂处理后切花形态特征的观察 4 2.7生理指标的测定 4 2.8 数据处理 4 3 结果与分析 4 3.1 药剂处理后的金鱼草切花向重力性的表现 4 3.2各项指标的测定 6 3.2.1 APX活性的测定 6 3.2.2 H2O2含量的测定 6 3.2.3 O-活性的测定 7 3.2.4 NADPH活性的测定 7 3.2.5过氧化物酶（POD）活性的测定 7 3.2.6 CAT活性的测定 7 3.2.7丙二醛（MDA）含量的测定 7 3.3 结果分析 8 3.3.1 活性氧基因的提取与测定 8 3.3.2 SA、SNP药剂处理与H2O2含量的变化 8 3.3.2 SA处理对CDPK和CAT基因表达情况 9 3.3.2 SNP处理对CDPK和CAT基因表达情况 10 [参考文献] 11 1 前言 金鱼草（Antirrhinum majus L.）为玄参科秋播一年生草本，因花似金鱼，故得名。金鱼草色彩丰富，除蓝色外，其余各色齐全。近年来培育出很多多倍体品种及优良的一代杂种，不仅花大而密、色彩艳丽、茎杆粗壮高大，而且耐寒性、抗病性都强，收成稳定。作为切花，金鱼草通常在12月-翌年4月上市。金鱼草花形奇特，花色浓艳丰富，花期又长，是园林中最常见的草本花卉。国际上广泛用于盆栽、花坛、窗台、栽植槽和室内景观布置，近年来又用于切花观赏。因此，在金鱼草的品种改良上进展很快，其中以美国发展最快，至今金鱼草有矮生种、半矮生种、高秆种以外，又有10厘米株高的超矮生种，有许多属四倍体品种。近来又选育出重瓣的杜鹃花型、蝴蝶型的新品种。美国的戈德史密斯种子公司在金鱼草的育种上最有成就。在金鱼草的生产上，在欧洲的丹麦、瑞典、挪威、荷兰、比利时等国主要以盆栽和花坛植物为主，也有切花生产。在日本主要生产盆花，少量生产切花。 然而，金鱼草切花在水平装箱运输过程中，常发生花茎向上弯曲的现象，导致商品价值降低（高俊平，2003[1]）。这样的现象被称为“向重力性反应”。这类切花包装时需要垂直放置于专门设计的包装箱中，大大增加了鲜切花的包装运输成本。因而，我们需要找出抑制其向重力性反应的办法，并通过测试经过处理后的氧化酶活性的变化及活性氧含量等生理指标，从而得出其反应的机理。 2 材料与方法 2.1 金鱼