复杂的交叉调控，从而介导植株的各种生理过程及胁迫响应。气孔是由对保卫细胞形成，周围由表皮细胞组成。由保卫细胞形成的气孔在调控植物自身与周围环境气体交换过程中具有重要作用。研究发现，在保卫细胞中，将光以及其它环境因素整合的信号转导网络机制可调控植物达到最佳的生理状态，并通过气孔运动灵敏而准确地调节植株对外界环境的适应。因此，植株叶表面的气孔保卫细胞是研究信号复合物相互作用的模式实验系统。已有研究证实，万方数据拟南芥对的转录响应及调节作用在植株受到外源非生物胁迫时，植物保卫细胞内信号分子可相互作用并组成信号网络转导系统，介导植物保卫细胞的气孔运动，进而使植株适应外界环境胁迫。我们研究室前期研究表明，在植株受到胁迫后，细胞内抗氧化酶活性提高，气孔开度降低，防御基因转录上调。基因芯片技术是研究基因表达谱的有效技术，利用拟南芥全基因组芯片，我们分析防御基因的转录表达。关键词二氧化硫拟南芥基因表达谱逆境响应万方数据,硫代谢活性氧生成清除途径合成途径及其与胁迫响应相关基因转录水平改变，从转录水平显示了植株对环境胁迫的适应性增强。同时拟南芥植株适应胁迫中合成的参与调控保卫细胞的气孔运动以及孔关闭而不能缓解衍生物引发的突变体气孔关闭。结果表明生成参与诱导的植株气孔运动，且诱导的合成主要来源于硝酸还原酶途径和合酶途径。本研究表明，胁迫诱导拟南芥细胞内升高有关。清除剂和合酶抑制剂能够显著缓解由衍生物诱导的野生型和突变体气孔关闭但是钨酸钠只能缓解由衍生物诱导的野生型气均参与调节胁迫生理中拟南芥气孔运动氯化镧万方数据和乙二醇二乙醚二胺四乙酸能显著缓解由衍生物诱导的拟南芥气孔关闭，表明诱导气孔关闭与胞内气孔开度随着浓度的升高而显著减小过氧化氢酶抗坏血酸和促分裂原激活蛋白激酶抑制剂能显著缓解由衍生物诱导的拟南芥气孔关闭，表明活性氧和录水平低于野生型。采用信号转导模式实验系统气孔保卫细胞，研究衍生物混合液对拟南芥野生型和突变体植株气孔运动的影响。研究发现，拟南芥植株表皮会显著升高，但加入后，过氧化氢和脯氨酸水平随之降低。利用分析野生型和突变体拟南芥植株中等防御基因的转录水平，发现突变体中上述防御基因的转原酶途径中个关键基因和的转录水平在胁迫后转录上调，该结果证实在植株适应胁迫的过程中，硝酸还原酶可以介导水平升高。植株适应胁迫中，胞内过氧化氢和脯氨酸含量后，叶组织中水平升高，硝酸还原酶活性随着熏气时间的延长而增强，熏气组较对照组酶活性升高倍。但加入硝酸还原酶抑制剂叠氮化钠后，胞内水平和硝酸还原酶活性均显著降低。硝酸还径合成途径中的相关基因转录上调热激蛋白腈水解酶脂质转运蛋白细胞色素等与防御相关的基因转录水平提高。生长素赤霉素油菜素内酯乙烯等激素信号转导途径的关键基因转录上调。拟南芥植株暴露于上调表达个，下调表达个。本研究中主要分析了参与硫代谢活性氧生成清除途径合成途径和防御相关的差异表达基因。在胁迫拟南芥中，硫代谢途径中氧化和同化途径多个基因转录改变，活性氧生成和清除途因表达谱叶片组织中生化指标以及气孔运动等进行分析，从多个角度探究植物适应逆境的机制。根据胁迫拟南芥基因芯片检测结果，我们从拟南芥全基因组中共检出个与对照组间显著差异表达的基因，其中上因表达谱叶片组织中生化指标以及气孔运动等进行分析，从多个角度探究植物适应逆境的机制。根据胁迫拟南芥基因芯片检测结果，我们从拟南芥全基因组中共检出个与对照组间显著差异表达的基因，其中上调表达个，下调表达个。本研究中主要分析了参与硫代谢活性氧生成清除途径合成途径和防御相关的差异表达基因。在胁迫拟南芥中，硫代谢途径中氧化和同化途径多个基因转录改变，活性氧生成和清除途径合成途径中的相关基因转录上调热激蛋白腈水解酶脂质转运蛋白细胞色素等与防御相关的基因转录水平提高。生长素赤霉素油菜素内酯乙烯等激素信号转导途径的关键基因转录上调。拟南芥植株暴露于后，叶组织中水平升高，硝酸还原酶活性随着熏气时间的延长而增强，熏气组较对照组酶活性升高倍。但加入硝酸还原酶抑制剂叠氮化钠后，胞内水平和硝酸还原酶活性均显著降低。硝酸还原酶途径中个关键基因和的转录水平在胁迫后转录上调，该结果证实在植株适应胁迫的过程中，硝酸还原酶可以介导水平升高。植株适应胁迫中，胞内过氧化氢和脯氨酸含量会显著升高，但加入后，过氧化氢和脯氨酸水平随之降低。利用分析野生型和突变体拟南芥植株中等防御基因的转录水平，发现突变体中上述防御基因的转录水平低于野生型。采用信号转导模式实验系统气孔保卫细胞，研究衍生物混合液对拟南芥野生型和突变体植株气孔运动的影响。研究发现，拟南芥植株表皮气孔开度随着浓度的升高而显著减小过氧化氢酶抗坏血酸和促分裂原激活蛋白激酶抑制剂能显著缓解由衍生物诱导的拟南芥气孔关闭，表明活性氧和均参与调节胁迫生理中拟南芥气孔运动氯化镧万方数据和乙二醇二乙醚二胺四乙酸能显著缓解由衍生物诱导的拟南芥气孔关闭，表明诱导气孔关闭与胞内升高有关。清除剂和合酶抑制剂能够显著缓解由衍生物诱导的野生型和突变体气孔关闭但是钨酸钠只能缓解由衍生物诱导的野生型气孔关闭而不能缓解衍生物引发的突变体气孔关闭。结果表明生成参与诱导的植株气孔运动，且诱导的合成主要来源于硝酸还原酶途径和合酶途径。本研究表明，胁迫诱导拟南芥细胞内硫代谢活性氧生成清除途径合成途径及其与胁迫响应相关基因转录水平改变，从转录水平显示了植株对环境胁迫的适应性增强。同时拟南芥植株适应胁迫中合成的参与调控保卫细胞的气孔运动以及防御基因的转录表达。关键词二氧化硫拟南芥基因表达谱逆境响应万方数据复杂的交叉调控，从而介导植株的各种生理过程及胁迫响应。气孔是由对保卫细胞形成，周围由表皮细胞组成。由保卫细胞形成的气孔在调控植物自身与周围环境气体交换过程中具有重要作用。研究发现，在保卫细胞中，将光以及其它环境因素整合的信号转导网络机制可调控植物达到最佳的生理状态，并通过气孔运动灵敏而准确地调节植株对外界环境的适应。因此，植株叶表面的气孔保卫细胞是研究信号复合物相互作用的模式实验系统。已有研究证实，万方数据拟南芥对的转录响应及调节作用在植株受到外源非生物胁迫时，植物保卫细胞内信号分子可相互作用并组成信号网络转导系统，介导植物保卫细胞的气孔运动，进而使植株适应外界环境胁迫。我们研究室前期研究表明，在植株受到胁迫后，细胞内抗氧化酶活性提高，气孔开度降低，防御基因转录上调。基因芯片技术是研究基因表达谱的有效技术，利用拟南芥全基因组芯片，我们分析了胁迫对拟南芥基因表达谱的影响并发现受激活的相关基因，进而更好地探究植株响应胁迫的复杂性。与此同时，细胞内硝酸还原酶以及在胁迫生理过程中的调控作用尚不明确。因此本文通过测定植物胞内的生理生化指标防御基因的转录表达，以及利用气孔保卫细胞模式实验系统分析等信号分子参与引发的植物气孔运动的调节作用，进步研究植物适应胁迫的生物学机制。万方数据第二章拟南芥适应二氧化硫胁迫的转录响应第二章拟南芥适应二氧化硫胁迫的转录响应引言作为常见的大气污染物，主要来自于人类活动诸如含硫化石的燃烧与加工。大气中浓度的增加会对植物产生多种影响叶面损伤生长抑制，甚至植株死亡。但是植物产生了许多防御机制去调整自身并适应外界生物和非生物胁迫。可通过植物叶面由保卫细胞形成的气孔进入，进入到胞质后可迅速水解成和。随后过量的亚硫酸离子可进入过氧化物酶体被亚硫酸盐氧化酶氧化成硫酸离子，或进入质体硫同化途径生成无毒的有机硫。植物为应对胁迫产生了许多防御机制诸如激活防御基因的转录表达，而这些基因包括谷胱甘肽硫转移酶热激蛋白和病程相关蛋白基因等。我们实验室前期研究发现可以诱导细胞内的生成，而生成的在植物响应胁迫过程中具有双重作用。方面可以作为主要的调控者去调控防御基因的表达。另方面过量的可以攻击细胞内重要的大分子物质继而导致植物细胞内的氧化损伤。为了保护细胞免受氧化损伤，位于细胞内不同部位的清除剂能够调节并维持个较稳定的水平。相似的，另个重要的信号分子在植物生长和响应外界环境胁迫过程中也起到了重要的调控作用。我们实验室前期研究发现，在植物适应胁迫的过程中，细胞内水平上升在胁迫蚕豆的过程中，细胞内和作为信号分子参与了叶片气孔运动的调节。因此，植物在适应胁迫过程中可能不仅依赖的生成，而且与的产生相关。我们前期研究证实拟南芥植株在暴露于后，细胞内转录调控及生理状态发生改变但却未出现组织损伤。基因表达的转录调控在植物响应生物与非生物胁迫过程中具有重要的意义。而基因芯片分析是研究基因表达谱的有效工具。在本文中，我们对拟南芥胁迫响应中全基因组范围的转录组分析，以便更好去探究植物适应的复杂机制。材料与方法基因芯片检测采用公司的基因芯片，获得对照组和熏气组，拟南芥植株的基因表达谱，进行后续的基因表达谱分析。万方数据拟南芥对的转录响应及调节作用数据处理注解及描绘根据，用，研究分析胁迫对拟南芥基因表达谱的影响。通过比较经杂交结束后的芯片中对照组和处理组各位点信号值的差异，根据系列统计学方法的计算得出个显著性的和信号比值。当基因的在范围中时表示上调表达当基因的在范围中时表示下调表达与此同时当基因的在范围中时，表示该转录本在胁迫拟南芥的过程中转录水平不发生显著变化。对于每个显著变化的基因，以熏气组和对照组信号比值的值表示胁迫组细胞内基因转录水平的变化，其中正值表示该基因转录上调，负值表示该基因转录下调。转录本的值为暗示这个基因的转录水平上调或者下调倍。