谷胱甘肽参与氯化血红素β环糊精包合物诱导番茄侧根的发生
本试验以番茄幼苗为材料， 研究不同浓度谷胱甘肽( GSH)对番茄幼苗侧根发生的影响， 以及抑制γ谷氨酰半胱氨酸合成酶（在谷胱甘肽合成中的一个关键酶）丁硫氨酸-亚砜亚胺(BSO)对氯化血红素-β-环糊精包合物（β-CDH）和GSH 调控侧根发生过程的影响。结果显示 (1)谷胱甘肽可以增加番茄侧根数目，以100 mM 谷胱甘肽最为显著；( 2)谷胱甘肽清除剂BSO可以抑制β-CDH 和GSH促进侧根生长效应；（3）谷胱甘肽和β-CDH可以增强有关侧根发生相关基因和谷胱甘肽合成基因的表达，并且β-CDH可以增强细胞周期循环基因与有关谷胱甘肽基因的表达。综上结果表明GSH参与氯化血红素-β-环糊精包合物诱导番茄侧根的发生。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法5
1.1实验材料 5
1.2实验试剂 5
1.3处理6
1.4番茄侧根的测量6
1.5 RNA的提取6
1.6 定量PCR6
1.7数据处理6
2结果与分析7
2.1谷胱甘肽以浓度依赖方式诱导番茄侧根发生 7
2.2谷胱甘肽参与βCDH介导番茄侧根发生8
2.3不同处理下GSH1、GSH2、SlCYCA3;1基因的表达情况11
讨论12
致谢12
参考文献14
谷胱甘肽参与氯化血红素β环糊精包合物诱导番茄侧根的发生
引言
引言
植物的根系，在提供水、营养和物质传输等方面起到重要的作用。植物的主根和侧根的疏密程度决定了植物根的形态,并且它们是植物在特殊环境中是否能够存活的主要因素。在植物的生长过程中，侧根的数量并不是预先被决定的，每棵植物从周围环境中收集信息，从而“决定”根的形成[1]。营养物质是环境中主要的信号之一，它能够影响根的形成。在土壤或者生长介质中，侧根优先生长在营养富集区[2]。
侧根，相对主根。主根生长达到一定长度，在一定部位上侧向地从内部生出许多支根。侧根是由根的内部组织形成的，故称为内起源。在种子 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
植物中，侧根一般是从和原生木质部邻接的中柱鞘的细胞形成的。侧根的形成不是在主根的生长点处，而是在它的成熟部开始的。侧根指与主根相对应，而从侧面生出的次生性根。与侧枝虽同为侧生器官，但与侧枝不同，它是以内生生长方式从中柱鞘生出的。
侧根是由根的内部组织形成的，故称为内起源。在种子植物中，侧根一般是从和原生木质部邻接的中柱鞘的细胞形成的。侧根的形成不是在主根的生长点处，而是在它的成熟部开始的。侧根的中柱与主根的中柱相连，水分和养料可以通过导管、筛管相互流通。通常主根对侧根的生长有一定的抑制作用，特别在根端附近更为明显。假若将主根的根端切除，则侧根迅速长出。在园艺和蔬菜栽培上，常采用幼苗移栽的办法，将伸展到耕作层以下的主根切断，促使大量侧根发生，以便在土壤表层吸收更多的水分和养料。
不论主根，侧根或不定根所产生的支根统称为侧根。当侧根开始发生时，中柱鞘的某些细胞开始分裂。最初的几次分裂是平周分裂，结果使细胞层数增加，因而新生的组织就产生向外的突起。以后的分裂，包括平周分裂和垂直分裂是多方向的，这就是使原有的突起继续生长，形成侧根的根原基（root primordium）的分裂，生长，逐渐分化出生长点和根冠。生长点的细胞继续分裂，增大和分化，并以根冠为先导向前推进，由于侧根不断的生长所产生的机械压力和根冠所分泌的物质能溶解皮层和表皮细胞，这样，就能使侧根较顺利无阻地依次穿越内皮层，皮层和表皮，而露出母根以外，进入土壤。由于侧根起源于母根的中柱鞘，也就是发生于根的内部组织，因此它的起源是内起源。
侧根起源于中柱鞘，其中静止的休眠细胞经脱分化形成侧根原基。侧根原基分化和细胞的伸长导致侧根出现在主根的表皮。侧根原基发生可以分成两个阶段：早期持续到侧根原基生长到三个到五个细胞层；后期原基生长成有功能的分生组织，并出现在主根上。番茄侧根发生早期的次序和拟南芥类似。番茄侧根的形成起始于木质部中柱鞘细胞的横向分裂,并经过子细胞继续对称和不对称分裂，进而形成原基。
氯化血红素（Hemin）是血红素（Heme）的氯代物，同时也是血红素加氧酶1的诱导剂，它的基本结构是有吡咯组成的卟吩，带上侧侧链后形成卟啉，加一份子亚铁构成铁卟啉化合物，再由氯离子取代其中的氢氧根离子即为氯化血红素。氯化血红素是从猪、牛血中提取的天然生物铁源之一[3]，也是生产天然补铁食品、药品、保健品、化妆品的首选原料。在生物学方面也是一种具有调节植物生长效应的化合物。
大量实验表明，氯化血红素能够诱导植物侧根的发生，但由于其对光照敏感且溶解性极差，在实际应用中需要配合使用二甲基亚砜（DMSO），能造成血管和肝肾毒性等危害。而且大田实践中也增加了生产成本，并会对环境造成污染。因此，有必要对氯化血红素分子的结构做适当的改进，使其更加适应实践的需要。研究发现利用β环糊精（βCD）对氯化血红素素进行包埋可以制备氯化血红素β环糊精包合物（βCDH）, 并能克服Hemin使用的相关问题。
经过β环糊精包合之后形成氯化血红素β环糊精包合物（βCDH），在物理性质方面得到改善，并且相关的研究发现βCDH和Hemin一样具有缓解氧化伤害，促进植物的生长以及对植物根系的发育等方面的作用。
2012年Lin[4]在对黄瓜不定根形成的研究过程中发现，如果使用0.1 μΜ CDH对已经清除内源生长素的黄瓜幼苗进行处理，与未清除内源生长素的黄瓜幼苗具有同样的生长结果，都能够诱导其产生不定根。因此βCDH能模拟生长素来诱导黄瓜不定根的产生。
谷胱甘肽（glutathione，GSH）是在1929年由Hopkins最早发现并予以命名[5]，是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽[67]，它分为氧化型（GSSG）和还原型（GSH），通常所说的谷胱甘肽为还原型谷胱甘肽GSH。谷胱甘肽是广泛存在于植物体内的抗氧化剂，谷胱甘肽分子中谷氨酰链的存在使谷胱甘肽具有显著的稳定性，而其分子中半胱氨酸残基的强亲核性又使其成为胞内强有力的还原剂。谷胱甘肽的特殊化学结构，使其在植物体内具有及其重要的生理作用。它是生物中重要的还原缓冲剂[8]。此外,它也具有保护基因[9]、控制细胞分裂的氧化还原的作用[10]。
谷胱甘肽广泛存在于动、植物中，在生物体内有着重要的作用。机体新陈代谢产生的过多自由基会损伤生物膜，侵袭生命大分子，加快机体衰老，并诱发肿瘤或动脉粥样硬化的产生。谷胱甘肽在人体内的生化防御体系起重要作用，它的主要生理作用是作为体内一种重要的抗氧化剂，能够清除人体内的自由基，保护许多蛋白质和酶等分子中的巯基。
还原型谷胱甘肽是植物中含量最丰富的含巯基的低分子肽，是植物机体的重要活性物质。它参与二硫化物、硫醚和硫酯的形成，并能清除生物体内的自由基。是胞内代谢过程和植物遭受氧化胁迫时所产生的过氧化物的最有效清除剂之一。
BSO是一个氨基酸类似物。1979年由Griffith首先合成。BSO作为一张红化疗辅助剂，本身并无细胞毒作用，对肿瘤细胞无杀伤力，其主要作用在于降低胞内的GSH水平，破坏了肿瘤细胞对化疗药物的解毒作用，从而提高化疗药物的疗效。BSO毒性低，人体滴注偶尔引起呕吐反应，BSO还能降低化疗药物的细胞外排，增加胞内的药物浓度[1112]。BSO的化学式与体内含巯基丰富的GSH相似，在ATP和Mg2+存在下与GSH合成的限速酶γ谷氨酰胺半胱氨酸合成酶（γGCS）结合并被催化磷酸化，生成BSO磷酸盐BSOP。BSOP与酶的非共价键牢固的结合，使γGCS合成GSH的能力下降，从而降低了组织中GSH水平[13]。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法5
1.1实验材料 5
1.2实验试剂 5
1.3处理6
1.4番茄侧根的测量6
1.5 RNA的提取6
1.6 定量PCR6
1.7数据处理6
2结果与分析7
2.1谷胱甘肽以浓度依赖方式诱导番茄侧根发生 7
2.2谷胱甘肽参与βCDH介导番茄侧根发生8
2.3不同处理下GSH1、GSH2、SlCYCA3;1基因的表达情况11
讨论12
致谢12
参考文献14
谷胱甘肽参与氯化血红素β环糊精包合物诱导番茄侧根的发生
引言
引言
植物的根系，在提供水、营养和物质传输等方面起到重要的作用。植物的主根和侧根的疏密程度决定了植物根的形态,并且它们是植物在特殊环境中是否能够存活的主要因素。在植物的生长过程中，侧根的数量并不是预先被决定的，每棵植物从周围环境中收集信息，从而“决定”根的形成[1]。营养物质是环境中主要的信号之一，它能够影响根的形成。在土壤或者生长介质中，侧根优先生长在营养富集区[2]。
侧根，相对主根。主根生长达到一定长度，在一定部位上侧向地从内部生出许多支根。侧根是由根的内部组织形成的，故称为内起源。在种子 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
植物中，侧根一般是从和原生木质部邻接的中柱鞘的细胞形成的。侧根的形成不是在主根的生长点处，而是在它的成熟部开始的。侧根指与主根相对应，而从侧面生出的次生性根。与侧枝虽同为侧生器官，但与侧枝不同，它是以内生生长方式从中柱鞘生出的。
侧根是由根的内部组织形成的，故称为内起源。在种子植物中，侧根一般是从和原生木质部邻接的中柱鞘的细胞形成的。侧根的形成不是在主根的生长点处，而是在它的成熟部开始的。侧根的中柱与主根的中柱相连，水分和养料可以通过导管、筛管相互流通。通常主根对侧根的生长有一定的抑制作用，特别在根端附近更为明显。假若将主根的根端切除，则侧根迅速长出。在园艺和蔬菜栽培上，常采用幼苗移栽的办法，将伸展到耕作层以下的主根切断，促使大量侧根发生，以便在土壤表层吸收更多的水分和养料。
不论主根，侧根或不定根所产生的支根统称为侧根。当侧根开始发生时，中柱鞘的某些细胞开始分裂。最初的几次分裂是平周分裂，结果使细胞层数增加，因而新生的组织就产生向外的突起。以后的分裂，包括平周分裂和垂直分裂是多方向的，这就是使原有的突起继续生长，形成侧根的根原基（root primordium）的分裂，生长，逐渐分化出生长点和根冠。生长点的细胞继续分裂，增大和分化，并以根冠为先导向前推进，由于侧根不断的生长所产生的机械压力和根冠所分泌的物质能溶解皮层和表皮细胞，这样，就能使侧根较顺利无阻地依次穿越内皮层，皮层和表皮，而露出母根以外，进入土壤。由于侧根起源于母根的中柱鞘，也就是发生于根的内部组织，因此它的起源是内起源。
侧根起源于中柱鞘，其中静止的休眠细胞经脱分化形成侧根原基。侧根原基分化和细胞的伸长导致侧根出现在主根的表皮。侧根原基发生可以分成两个阶段：早期持续到侧根原基生长到三个到五个细胞层；后期原基生长成有功能的分生组织，并出现在主根上。番茄侧根发生早期的次序和拟南芥类似。番茄侧根的形成起始于木质部中柱鞘细胞的横向分裂,并经过子细胞继续对称和不对称分裂，进而形成原基。
氯化血红素（Hemin）是血红素（Heme）的氯代物，同时也是血红素加氧酶1的诱导剂，它的基本结构是有吡咯组成的卟吩，带上侧侧链后形成卟啉，加一份子亚铁构成铁卟啉化合物，再由氯离子取代其中的氢氧根离子即为氯化血红素。氯化血红素是从猪、牛血中提取的天然生物铁源之一[3]，也是生产天然补铁食品、药品、保健品、化妆品的首选原料。在生物学方面也是一种具有调节植物生长效应的化合物。
大量实验表明，氯化血红素能够诱导植物侧根的发生，但由于其对光照敏感且溶解性极差，在实际应用中需要配合使用二甲基亚砜（DMSO），能造成血管和肝肾毒性等危害。而且大田实践中也增加了生产成本，并会对环境造成污染。因此，有必要对氯化血红素分子的结构做适当的改进，使其更加适应实践的需要。研究发现利用β环糊精（βCD）对氯化血红素素进行包埋可以制备氯化血红素β环糊精包合物（βCDH）, 并能克服Hemin使用的相关问题。
经过β环糊精包合之后形成氯化血红素β环糊精包合物（βCDH），在物理性质方面得到改善，并且相关的研究发现βCDH和Hemin一样具有缓解氧化伤害，促进植物的生长以及对植物根系的发育等方面的作用。
2012年Lin[4]在对黄瓜不定根形成的研究过程中发现，如果使用0.1 μΜ CDH对已经清除内源生长素的黄瓜幼苗进行处理，与未清除内源生长素的黄瓜幼苗具有同样的生长结果，都能够诱导其产生不定根。因此βCDH能模拟生长素来诱导黄瓜不定根的产生。
谷胱甘肽（glutathione，GSH）是在1929年由Hopkins最早发现并予以命名[5]，是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽[67]，它分为氧化型（GSSG）和还原型（GSH），通常所说的谷胱甘肽为还原型谷胱甘肽GSH。谷胱甘肽是广泛存在于植物体内的抗氧化剂，谷胱甘肽分子中谷氨酰链的存在使谷胱甘肽具有显著的稳定性，而其分子中半胱氨酸残基的强亲核性又使其成为胞内强有力的还原剂。谷胱甘肽的特殊化学结构，使其在植物体内具有及其重要的生理作用。它是生物中重要的还原缓冲剂[8]。此外,它也具有保护基因[9]、控制细胞分裂的氧化还原的作用[10]。
谷胱甘肽广泛存在于动、植物中，在生物体内有着重要的作用。机体新陈代谢产生的过多自由基会损伤生物膜，侵袭生命大分子，加快机体衰老，并诱发肿瘤或动脉粥样硬化的产生。谷胱甘肽在人体内的生化防御体系起重要作用，它的主要生理作用是作为体内一种重要的抗氧化剂，能够清除人体内的自由基，保护许多蛋白质和酶等分子中的巯基。
还原型谷胱甘肽是植物中含量最丰富的含巯基的低分子肽，是植物机体的重要活性物质。它参与二硫化物、硫醚和硫酯的形成，并能清除生物体内的自由基。是胞内代谢过程和植物遭受氧化胁迫时所产生的过氧化物的最有效清除剂之一。
BSO是一个氨基酸类似物。1979年由Griffith首先合成。BSO作为一张红化疗辅助剂，本身并无细胞毒作用，对肿瘤细胞无杀伤力，其主要作用在于降低胞内的GSH水平，破坏了肿瘤细胞对化疗药物的解毒作用，从而提高化疗药物的疗效。BSO毒性低，人体滴注偶尔引起呕吐反应，BSO还能降低化疗药物的细胞外排，增加胞内的药物浓度[1112]。BSO的化学式与体内含巯基丰富的GSH相似，在ATP和Mg2+存在下与GSH合成的限速酶γ谷氨酰胺半胱氨酸合成酶（γGCS）结合并被催化磷酸化，生成BSO磷酸盐BSOP。BSOP与酶的非共价键牢固的结合，使γGCS合成GSH的能力下降，从而降低了组织中GSH水平[13]。
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