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《我国科学院武汉植物园》 2017年
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高浓度CO_2调控表皮蜡质组成的研讨

刘秀林  
【摘要】:大气二氧化碳浓度上升导致了一系列生物学和生态学问题,如对植物发育的影响以及温室效应导致的全球温度升高级。掩盖在陆生植物各安排和器官外表的蜡质层是植物呼应外界环境改变的第一道屏障。植物表皮蜡质首要由超长链脂肪酸(VLCFAs)及其衍生物组成,首要包含醛类,烷烃,初级醇,次级醇、酮和蜡脂等。因为其疏水特性,表皮蜡质具有操控非气孔失水与气体交流、反抗紫外辐射损伤以及抵挡病虫害等重要生物学功用。以形式植物拟南芥为研讨目标,人们对植物表皮蜡质组成转运及调控通路和机制已经有了比较清楚的了解,可是关于植物表皮蜡质组成改变对二氧化碳浓度改变呼应的研讨以及叶片表皮特异表达的蜡质组成调控基因罕见报导。本课题针对这两个问题别离进行了研讨。1)针对表皮蜡质组成改变对二氧化碳浓度的呼应的研讨发现,用高浓度二氧化碳处理拟南芥,其叶片表皮蜡质含量显着下降,蜡质的首要成分烷烃的含量下降了54.7%;荧光定量PCR验证了这一成果,烷烃组成要害酶基因CER1的表达量在高二氧化碳浓度下下调了3.5倍;经过转录组数据剖析发现,蜡质组成通路中要害基因CER1、CER3和KCS1都有不同程度的下调,正调控因子MYYB96和MYB94的表达量也呈现下降,并且负调控因子HDG1的表达显着上调。以上成果阐明,高浓度二氧化碳或许首要经过按捺烷烃的组成下降表皮蜡质的含量。2)经过比较叶片下表皮与叶片的转录组数据,发现一切蜡质组成基因并不像预期的那样在表皮细胞中上调表达。其间碳链延伸的要害基因LACS1、CER6和CER2都有显着上调,但烷烃以及初级醇的组成酶基因CER1和CER4的表达量别离下降了 87%和95%;ABC转运蛋白ABCG11、糖基磷脂酰肌醇锚定脂质搬运蛋白LTPG和LTPG2以及负调控转录因子HDG1都表现出显着的表达差异。这些基因在表皮与叶片之间的表达差异值得进一步讨论。3)经过数据剖析挑选到的基因SPL13,其过量表达株系表现出显着的蜡质增多表型。其叶片蜡质成分中初级醇和烷烃类物质的增多尤为显着,阐明SPL13或许一起调控这两种蜡质组成通路;SPL13在调控表皮蜡质组成中的功用及其详细的效果办法需求进一步实验验证。
【学位颁发单位】:我国科学院武汉植物园
【学位等级】:硕士
【学位颁发年份】:2017
【分类号】:Q945

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