擬南芥輻射旁效應(yīng)信號(hào)通路及其與微重力相互作用的研究.pdf

1、輻射遠(yuǎn)程旁效應(yīng)被認(rèn)為是低能離子誘導(dǎo)植物遺傳變異以及空間輻射生物效應(yīng)誘導(dǎo)的一個(gè)重要機(jī)制，但是對(duì)于遠(yuǎn)程旁效應(yīng)的信號(hào)的特征、分子機(jī)制、以及空間復(fù)雜環(huán)境對(duì)其的調(diào)控作用還不是很清晰。本研究主要研究了擬南芥植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)特性、參與植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)的信號(hào)通路以及微重力條件對(duì)植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)的調(diào)控作用。主要取得了以下三個(gè)方面的結(jié)果:
　　1.植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)特性的研究
　　利用已經(jīng)建立的擬南芥植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)體系和根微嫁接實(shí)驗(yàn)

2、平臺(tái)，以AtRAD54基因的表達(dá)水平作為生物學(xué)檢測(cè)終點(diǎn)，研究了遠(yuǎn)程旁信號(hào)產(chǎn)生、轉(zhuǎn)導(dǎo)及誘導(dǎo)效應(yīng)產(chǎn)生等相關(guān)特性。結(jié)果表明擬南芥局部根輻照后2-8小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生的信號(hào)是誘導(dǎo)植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)所必須的，旁區(qū)的DNA雙鏈斷裂(Double StrandBreaks，DSB)水平也是在輻射后8h顯著增加。植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)的誘導(dǎo)并不取決于旁信號(hào)強(qiáng)度的積累，而是由不同時(shí)間產(chǎn)生的多組信號(hào)協(xié)同誘導(dǎo)產(chǎn)生，且這些信號(hào)間的作用時(shí)間次序有一定的靈活性，同時(shí)信號(hào)傳輸具有方向性

3、。并且遠(yuǎn)程旁信號(hào)產(chǎn)生不受旁區(qū)組織的影響，但受到靶細(xì)胞核倍性的影響。
　　2.茉莉酸信號(hào)通路參與植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)研究
　　利用擬南芥茉莉酸生物合成(AOS)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（COI1）基因功能缺失突變體為材料，同樣以AtRAD54基因的表達(dá)水平作為生物學(xué)檢測(cè)終點(diǎn)，以擬南芥根局部輻照實(shí)驗(yàn)體系和擬南芥根微嫁接做為技術(shù)平臺(tái)，研究茉莉酸信號(hào)通路在植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)中的作用。結(jié)果表明，茉莉酸生物合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與了遠(yuǎn)程旁效應(yīng)的誘導(dǎo)，且茉莉酸生物

4、合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路既參與靶細(xì)胞旁信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程，又參與了旁信號(hào)在旁區(qū)細(xì)胞中遠(yuǎn)程效應(yīng)的誘導(dǎo)過(guò)程。另外，茉莉酸過(guò)表達(dá)突變也能夠抑制旁效應(yīng)的產(chǎn)生，但不影響靶細(xì)胞中輻射旁效應(yīng)信號(hào)的產(chǎn)生，表明擬南芥內(nèi)源的茉莉酸濃度的平衡在遠(yuǎn)程旁效應(yīng)過(guò)程中起調(diào)控作用。
　　3.微重力對(duì)植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)的調(diào)控作用
　　由于空間輻射低劑量（率）的特點(diǎn)，輻射遠(yuǎn)程旁效應(yīng)被認(rèn)為在空間輻射生物效應(yīng)的誘導(dǎo)中起著重要的作用，另外在空間環(huán)境中，微重力也是一個(gè)重要的空間環(huán)境

5、因子。因此研究這兩個(gè)空間因子之間的相互作用關(guān)系，對(duì)深入認(rèn)識(shí)空間輻射機(jī)理有著重要的意義。使用二維的旋轉(zhuǎn)儀產(chǎn)生植物微重力(10-4g)，以DNA損傷修復(fù)相關(guān)基因AtRAD54和AtRAD51的表達(dá)、ROS水平和同源重組頻率作為檢測(cè)終點(diǎn)，植物旁效應(yīng)研究微重力對(duì)植物遠(yuǎn)程旁效應(yīng)的調(diào)控作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微重力能夠顯著抑制輻射誘導(dǎo)的短期的旁反應(yīng)過(guò)程，包括AtRAD51和 AtRAD54基因的誘導(dǎo)，ROS水平的上調(diào)。但對(duì)于長(zhǎng)期的同源重組頻率并沒(méi)有顯著的影