PIF5在拟南芥暗诱导衰老过程中的作用机理研究.docVIP专享

PIF5 在拟南芥暗诱导衰老过程中的作用机理讨论衰老作为植物生长发育的最后阶段,为人类生产活动带来了不利。而光敏色素相互作用因子(PIFs)作为一种转录因子在植物生长发育过程中发挥重要作用,它能调节拟南芥种子的萌发、下胚轴的伸长、叶绿素合成等生理过程,但 PIFs与植物衰老之间的关系仍不清楚。细胞分裂素作为一种植物激素可以调节植物细胞分裂与新陈代谢,还与延缓叶片衰老有关。另外,一氧化氮(NO)是生物体内普遍存在的信使和效应分子,已有讨论发现 NO 在延缓植物衰老过程中发挥重要作用。延缓衰老能增加农作物产量并能改良农作物品质。本文以拟南芥为材料,讨论了 PIF5 在暗处理引起的衰老过程中的作用,以及添加细胞分裂素(6-BA)和 NO对于 PIF5 调节暗诱导衰老的影响。讨论结果表明：(1)暗诱导衰老过程中,PIF5 缺失突变体 pif5-2 中叶绿素含量高于 Col-0,而 PIF5 超表达体 PIF50X 中叶绿素含量低于 Col-0,并且在暗处理条件下,pif5-2 比 Co1-0 抗衰老能力强,而 PIF50X 却比 Col-0 的抗衰老能力弱。衰老 Market 基因 SAGl2 表达量在 pif5-2 中明显低于 Col-0 及 PIF5OX,而叶绿素降解基因 SGR、 NYC.1 表达量在 PIF5OX 最高,Col-0 次之,pif5-2 最低。说明在暗诱导衰老过程,PIF5 起正调节作用。(2)在暗处理条件下添加 6-BA时,Col-0、PIF5OX、pif5-2 中叶绿素含量相比于对比(未添加 6-BA)得到了回复,损害程度也得到缓解；SAG12、SGR、NYC-1 基因的表达量都比对比低,并且PIF5O 冲下调的最明显,pif5-2 只是略微下调。说明 6-BA 对 SAG12、SGR、NYC-1 三个基因的调节依赖于 PIF5 因子。(3)添加不同浓度硝普钠(SNP,NO 供体)时,50μM SNP 能缓解暗处理下 Col-0、 PIF5OX、pif-2 三种株系中叶绿素的降解,提高了拟南芥的抗逆性,同时 AG12、 SGR、NYC1 的表达量也降低。但是 200μM SNP 处理下,三种株系中叶绿素含量相比对比低,且损害程度加大,表现为 MDA 和 H2O2 含量、离子渗漏程度提高,加速了拟南芥衰老。说明 NO在暗诱导衰老过程中有浓度效应：低浓度的 NO 作为信号分子,可以缓解 PIF5 调节的暗诱导衰老；而高浓度 NO 在促进植物体内形成更多 02-,对于 PIF5 调节的暗诱导的衰老有促进作用。(4)对 PIF5 基因表达量检测发现,添加 6-BA 和 50μM SNP 后,PIF5 的表达量明显下调,进一步解释了外源 6-BA 和 SNP 缓解叶片衰老的原因。但是 PIF5 基因表达降低的机理还需进一步的探究。