在自然界中，植物的许多生命活动都是处于动态调控中的。光是自然环境中不可或缺的因子之一，对植物的生长、发育、代谢和光合作用等均有直接的调控作用。不管是弱光、高光还是变光，都会对植物的生长发育产生重要的影响，这些胁迫因子会使植物产生应激反应，在组织细胞中积累大量活性氧，植物体中的过氧化酶体能够产生和清除多种活性氧，并且在胁迫条件下维持植物体内氧化还原反应的动态平衡。拟南芥作为一种模式植物，以其基因组小、生长周期短等优点作为广泛的研究对象，探究拟南芥过氧化物酶体对不同光环境的响应，对揭示植物在光环境下光合作用的变化规律有很高的价值。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法5
1.1植物材料与生长条件5
1.2实验方法 5
1.2.1拟南芥的生长及植物材料准备5
1.2.2 hpr突变体鉴定6
1.2.3 拟南芥不同光照处理8
1.2.4 鲜重、叶绿素含量等生理指标测量8
1.2.5叶绿素荧光测量8
1.2.6叶绿体相关操作9
1.3数据处理11
2结果与分析12
2.1拟南芥hpr突变体鉴定12
2.1.1基因型鉴定12
2.1.2 RNA水平鉴定12
2.2高光处理12
2.2.1高光下hpr突变体的鲜重及叶绿素含量12
2.2.2高光下hpr突变体的叶绿素荧光分析14
2.2.3高光下hpr突变体的叶绿体组装15
2.3变光处理15
2.3.1变光下hpr突变体的鲜重及叶绿素含量16
2.3.2变光下hpr突变体的叶绿素荧光分析18
2.3.2变光下hpr突变体的叶绿体复合体19
3讨论20
3.1不同光环境下hpr突变体的生理指标20
3.2不同光环境下hpr突变体的叶绿素荧光参数21
3.3不同光环境下hpr突变体的叶绿体复合体21
致谢21
参考文献2 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
1
拟南芥hpr突变体鉴定及其对光环境的响应
引言
HPR即hydroxy pyruvate reductase，编码羟丙酮酸还原酶，在拟南芥中只有一个单基因(At1g68010)编码HPR蛋白[1]，在免疫电镜下观察，发现它特定地位于过氧化物酶体[2]。过氧化物酶体是一种单膜的、比较小的细胞器，存在于几乎所有真核细胞中[3]，容纳了大量代谢和发育的氧化反应，它在自然界是动态的，为了响应发育和环境的变化，适应机制需求，它们的数量、形态和蛋白组成都能被重新编辑。植物细胞中过氧化物酶体的主要功能有光呼吸循环、脂肪酸β氧化、乙醛酸循环、酰脲代谢、相关代谢物、解除活性氧、植物特定功能包括光呼吸和JA、生长素等激素代谢[4]。
其中，我们比较关注的是过氧化物酶体和活性氧（ROS）的联系，ROS是胁迫响应的一个至关重要的组分，它的种类繁多，比如自由基化合物：超氧阴根离子(O2)、羟基(OH)、烷氧自由基(RO)和脂质过氧化自由基(ROO)；以及非自由基化合物:过氧化氢(H2O2)、臭氧(O3)、单线态氧(1O2)和次氯酸(HOCl－)等[5]。并且，活性氧也有不同的来源，其中，过氧化物酶体中可以制造一些活性氧，比如过氧化氢(H2O2)、超氧阴根离子(O2－)、羟基(OH)和单线态氧(1O2)等等。不必过度担心的是，植物中的过氧化物酶体含有酶防御系统，能够应对不同类型的活性氧[6]。
许多可以参与产生和降解活性氧（ROS）的酶都存在于过氧化物酶体中，也就是说，过氧化物酶体能够通过产生和清除细胞中不同的ROS，进而调节胞内的氧化还原平衡。有研究表明，烟草中抑制过氧化氢酶1导致高光下叶片损伤并且对百草枯、盐和臭氧的敏感度增加[7]。拟南芥过氧化氢酶2突变体有依赖光周期的叶片损伤[8]。烟草和拟南芥的研究都说明了一些光呼吸过氧化酶，比如HPR(羟丙酮酸还原酶)、SGT（丝氨酸乙醛酸氨基转移酶）、AGT（丙氨酸乙醛酸氨基转移酶）、GOX（乙醇酸氧化酶）可能参与了活性氧产生[911]。
同时，过氧化物酶体也可以作为细胞内ROS水平变化的灵敏感应器，胞内活性氧的改变通过过氧化物酶体来体现，而细胞器的运动对于维持细胞的功能来说是至关重要的，比如细胞器和信号源之间的互相作用[12]。过氧化物酶体是一种处于十分活跃动态中的细胞器，在光、温度、盐和重金属等各种胁迫条件下，其数量增加，这是一种被称为增殖诱导的过程[1314]。高光诱导ROS的产生和增加过氧化物线粒体之间的互相作用，管状的过氧化物酶体渐渐缩小，并最终经历了裂变，过氧化物酶体的数量增加[15]。
除此以外，过氧化物酶体还可以在不良条件下和生长发育期间来调控细胞的应答，有研究表明，Vanderauwera等[1617]利用过氧化氢酶功能缺陷突变体，来分析过氧化物酶体中的H2O2转录组的数据，结果表明许多基因都能够被H2O2调控。大多数的修饰与一些胁迫响应相关，亚细胞定位结果表明，细胞核与细胞质都可以作为靶目标。
总而言之，过氧化物酶体对植物的每个发展阶段都很重要，从胚胎、种子、营养和生殖生长，到衰老，也包括植物响应外界自然环境。在自然界白天、黑暗循环中，植物的生长、发育和代谢都是受动态调控的，除了二氧化碳、养分和水之外，光是最重要的环境因子之一，它对植物的生长和发育是不可或缺的，并且对植物的表型建成、光合作用以及物质代谢等都有直接的调控作用[18]。然而，在自然环境中，太阳光的光质和光强随着四季时分不断变化着，植物经历了一系列光强和光谱特性，由于太阳角度、云覆盖的变化以及层叠的叶子、附近植物的遮挡。因此，植物叶片受限于入射光空间和时间的组分，植物要依赖瞬息万变的光来进行光合作用[19]。光合作用对于植物而言是十分必要的，它不仅是植物生物量生产过程中的重要生理生化变化阶段，也是碳循环的关键环节[20]。光合作用会在光照、温度、二氧化碳浓度等各种各样的环境因子的变化下，进行调节植物的生理生化活动。因此，入射光的光强和利用能量的能力之间的错配会产生对光合作用和植物表型的不利影响[21]。
光照条件不仅可以影响植物的光合效率和气孔开度等[22]，也会对植物的许多光合特性产生一些影响，一般用光合作用中的一些主要的指标来表示植物的光合特性。许多已有的研究指出，植物对其生存环境的适应程度能够通过一些光合指标来体现[23]。众所周知的是，不同植物以及同种植物在生长的不同阶段对光的需求不同，对不同光环境的响应与适应特性也存在差异。植物为了适应生存的不同光环境，植物不仅会在表型上产生相应的改变，也会在叶绿素含量、光合效率以及光合活性等生理生态特征上也发生相应的变化[2429]。植物已经进化出了能使光合装置适应自然光环境的生理机制[30]。

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