褪黑素（melatonin）作为一种保守的吲哚类物质，在动物、植物和微生物中都起着重要的生理调节作用，但是目前还不清楚褪黑素植物生理作用的具体作用机制。针对上述问题，本实验以油菜（Brassica napus）为实验材料，通过定量PCR技术检测了褪黑素对盐胁迫相关基因转录水平的影响；为了进一步了解褪黑素的生理作用与mircoRNA之间的联系，对植物盐胁迫相关的mircoRNA也进行了检测，并尝试采用生物信息学方法预测受褪黑素影响的mircoRNA在耐盐机理中的作用。实验结果1）发现了褪黑素影响与盐胁迫相关的氧化还原酶、转运蛋白和胚胎晚期丰富蛋白等基因的转录水平；2）证实了与褪黑素有关的miR159和miR169a两个mircoRNA；3）预测了mircoRNA的与盐胁迫相关的一些靶基因。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1. 材料与方法2
1.1. 实验材料2
1.2. 褪黑素浓度的筛选3
1.3. 褪黑素对盐胁迫相关基因的影响的检测3
1.4. 测定褪黑素对MircoRNA的影响3
2. 实验结果4
3. 讨论11
3.1. 褪黑素影响氧化还原酶系统影响油菜抗盐胁迫11
3.2. 褪黑素上调盐胁迫下胚胎晚期丰富蛋白11
3.3. 钠氢逆转运蛋白转录水平在褪黑素处理下发生了下调12
3.4. 褪黑素参与了脱落酸介导的油菜抗盐过程12
3.5. 褪黑素影响mircoRNA介导的油菜抗盐过程12
致谢13
参考文献13
附录15
褪黑素对油菜幼苗盐胁迫相关基因及mircoRNA表达的影响
生物学基地班 王惟一
引言
引言：高盐胁迫是植物所常受到的非生物胁迫中的一种。我国大部分农业用地处于半湿润，半干旱以及干旱地区，是土地盐碱化受害最严重的国家之一。受盐碱化影响的农业用地面积已经占到全体农业用地的近百分之五[1]。开发新型的耐盐作物这一工作需要对植物耐盐胁迫背后的机制有详细的了解。最近 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
数十年以来，褪黑素对植物生理的重要作用被不断的揭示出来，本文意在了解褪黑素在植物抗旱过程中所发挥的作用。
McCord等在1917年发现牛的松果体提取物可以收缩两栖类无尾目幼体表皮中的色素细胞，从而使得蝌蚪表皮的颜色变浅，这也是褪黑素名字的由来[2]。1960年在牛的松果体中提纯了褪黑素（N乙酰基5甲氧基色胺），15年后发现了褪黑素与人类昼夜节律之间的联系[3]。1995年Dubbels等在包括烟草，香蕉，黄瓜，土豆，甜菜等多种植物中，通过高效液相色谱，发现了褪黑素的存在[4]。与动物相类似的是，褪黑素在植物中也作为昼夜节律和与光周期的一个调控因子。在红叶藜（Chenopodium rubrum）中，在12/12小时光照循环中，褪黑素含量呈现周期性变化。在光照下褪黑素含量很低，而在黑暗中褪黑素含量明显上升，这与动物的昼夜节律调节有着一定的相似性[5]。同时，褪黑素还可能存在植物生长调节剂样的效应。由于褪黑素与生长素，IAA，3吲哚乙酸之间存在着化学结构上的相似性，其都为色氨酸衍生物，都包含一个吲哚环。因此，褪黑素可能有着与生长素类似的功能，而这一点，已经在白羽扇豆（Lupinus albus）中得到了验证[6]。对于其他的植物激素，褪黑素可以促进提高赤霉素水平从而打破盐胁迫下对黄瓜种子萌发的抑制作用[7]。褪黑素还会上调细胞色素P450单加氧酶从而促进脱落酸的分解降低脱落酸的含量[8]。褪黑素还被发现会在白羽扇豆中抑制1氨基环丙烷1羧酸氧化酶（ACC oxidase），生物体中乙烯合成的关键酶的活性。从而下调乙烯水平[9]。这些反应都应该是属于褪黑素作用途径中的下游反应。
褪黑素参与各种植物的生物以及非生物胁迫。在甘草（Glycyrrhiza uralensis）中，中波紫外光照射这种辐射胁迫下会显著提升甘草根部褪黑素的含量[10]。褪黑素处理渗透胁迫下的黄瓜可以发现，褪黑素显著上调了过氧化物酶等一系列保护性的基因水平，并且降低了细胞内部的毒性自由基水平，保护了包括叶绿体在内的质膜的完整，保证了光合作用的有效进行[11]。同时，褪黑素还有帮助抵挡重金属胁迫的能力，如对豌豆施加褪黑素可以显著提高豌豆在含铜离子土壤中的存活率[12]这一方面是由于褪黑素的化学结构所带来的螯合效应而产生解毒效果，另一方面是来自于褪黑素的修复损伤能力。
在褪黑素与植物盐胁迫的关系方面，使用褪黑素处理大豆种子可以有效的增加大豆种子在不良条件，如盐胁迫下的发芽率。转录组报告结果显示了包括碳代谢，光合作用，细胞分裂，抗坏血酸合成，氧化还原酶，次生代谢在内的多个生理生化过程都可能参与了褪黑素的相应过程来完成对盐胁迫等损伤的缓解[13]。使用褪黑素对黄瓜种子在萌发前进行预处理，在盐胁迫下，除了包括过氧化物酶，超氧化物歧化酶等在内的氧化还原酶系水平的上调之外，还发现了包括赤霉素以及脱落酸在内的植物激素水平的改变。脱落酸分解相关基因上调，与此同时，赤霉素合成基因水平也发生了上升。由此不难看出，褪黑素与植物激素之间也有交互作用[14]。在对盐胁迫下番茄进行施加褪黑素时，除了可以发现包括过氧化氢酶，超氧化物歧化酶等氧化还原酶水平的变化之外，还可以发现番茄中的脯氨酸以及各种可溶性蛋白质水平的上升，这会使番茄细胞的渗透压提高，从而对抗盐胁迫，防止其造成的失水损伤，于此同时，甚至连番茄之中的营养物质以及风味物质的水平都有所提高[15]。
这些以前的研究中以油菜这一种重要的经济作物，油料作物作为研究材料的还较少。同时，涉及到mircoRNA这一新发现的调控体系的研究也较少。为了填补这一方面的缺少，本研究采用油菜为实验材料，并对mircoRNA进行了检验。这一实验结果，可以进一步了解植物耐盐机制，并且为开发新型耐压油菜的育种工作提供新的思路。
材料与方法
实验材料
实验所选用的油菜种子为甘蓝型油菜（Brassica napus），品种为中双11号（Zhongshuang 11）。褪黑素购买自SigmaAldrich。qPCR试剂TransStrart Top Green qPCR SuperMix，mRNA反转录试剂TransScript Reverse Transcriptasw [MMLV, RNaseH]，总RNA提取试剂TransZol购买自TransGen Biotech。microRNA反转录试剂MirX miRNA FirstStrand Synthesis购买自Clontech。

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