泛素/蛋白酶体途径在青扦花粉萌发及花粉管生长过程中的作用

论文摘要

泛素/蛋白酶体途径（the Ubiquitin/Proteasome Pathway,UPP）是真核细胞内最重要的蛋白质选择性降解途径之一,广泛参与细胞内各种基本生理过程。近年来,已经有研究表明被子植物花粉和花粉管中存在活跃的蛋白酶体活性;抑制蛋白酶体活性将显著抑制花粉萌发和花粉管生长,并导致花粉管极性生长模式破坏。但是以往研究没有进一步阐明蛋白酶体抑制剂处理引起花粉管极性生长模式破坏的原因,即泛素/蛋白酶体途径参与花粉管极性生长模式的建立和维持的机制尚不清楚。此外,裸子植物花粉以其萌发迟滞期长、花粉管生长缓慢以及生殖细胞保留在花粉粒中等特点,明显不同于被子植物花粉管的生长,因此基于被子植物花粉所得到的泛素/蛋白酶体途径在花粉管极性生长过程中的作用是否适用于裸子植物也还有待于进一步的验证。本实验中,利用统计学分析、超微结构观察、免疫胶体金标记、免疫荧光标记、免疫印迹以及显微红外光谱分析等技术,我们比较系统地研究了蛋白酶体抑制剂MG132以及epoxomicin对裸子植物青扦（Picea wilsonii）花粉萌发、花粉管生长速率、花粉管形态、花粉管超微结构,细胞骨架以及细胞壁成分等方面的影响,旨在从细胞水平进一步探讨泛素/蛋白酶体途径在花粉管极性生长模式的建立和维持中的作用。我们的实验结果表明:可逆性的蛋白酶体抑制剂MG132不仅剂量依赖性的迟滞青扦花粉萌发,而且时间依赖性地抑制花粉管生长,并引起花粉管顶端膨大、直径不规则变粗以及花粉管细胞质液泡化等现象;此外,不可逆的蛋白酶体抑制剂epoxomicin处理青扦花粉管也得到与MG132处理类似的结果,而非蛋白酶体抑制剂E-64处理并不对青扦花粉管产生类似作用;荧光分光光度计法分析花粉蛋白粗提物降解人工合成的蛋白酶体荧光底物sLLVY-AMC结果证实正常青扦花粉管中存在活跃的蛋白酶体活性,而MG132剂量依赖性地抑制蛋白酶体活性;免疫印迹实验结果进一步证实MG132处理导致花粉管中泛素缀合蛋白的大量积累;TEM分析结果表明,正常花粉管中细胞器呈极性分布,而MG132处理导致花粉管细胞器极性分布模式破坏,并引

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 研究背景
• 1.1 前言
• 1.2 泛素/蛋白酶体途径
• 1.2.1 泛素
• 1.2.2 泛素连接酶
• 1.2.3 蛋白酶体
• 1.2.4 脱泛素酶
• 1.3 泛素/蛋白酶体途径的一些生物学功能
• 1.3.1 细胞内异常蛋白的降解
• 1.3.2 各种调节蛋白的降解
• 1.3.3 细胞膜受体蛋白的修饰
• 1.3.4 一些前体物质的加工
• 1.4 研究泛素/蛋白酶体途径的技术和方法
• 1.4.1 抑制剂
• 1.4.2 免疫学技术
• 1.5 泛素/蛋白酶体途径与高等植物有性生殖
• 1.5.1 泛素/蛋白酶体途径与高等植物配子体发生发育
• 1.5.2 泛素/蛋白酶体途径与高等植物花粉萌发及花粉管生长
• 1.6 存在的问题和本实验的研究目的
• 第二章 MG132抑制青扦花粉萌发和花粉管生长
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 MG132对青扦花粉萌发、花粉管生长的影响
• 2.3.2 Epoxomicin对青扦花粉萌发、花粉管生长的影响
• 2.3.3 E64以及DMSO对青扦花粉萌发、花粉管生长的影响
• 2.3.4 蛋白酶体活性检测
• 2.4 讨论
• 第三章 泛素缀合蛋白的积累导致花粉管中内质网起源的细胞质液泡化
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 花粉管的超微结构分析
• 3.3.2 免疫胶体金分析
• 3.3.3 免疫印迹分析
• 3.4 讨论
• 第四章 MG132处理对细胞骨架、细胞器运动以及胞吞胞吐的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 MG132对花粉管中微丝骨架的影响
• 4.3.2 MG132对花粉管中微管骨架的影响
• 4.3.3 MG132对花粉管中钙离子分布的影响
• 4.3.4 MG132对花粉管中胞质环流的影响
• 4.3.5 MG132对花粉管中胞吐作用的影响
• 4.4 讨论
• 第五章 MG132处理对花粉管细胞壁构建的影响
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 MG132处理对花粉管细胞壁中酸性果胶分布的影响
• 5.3.2 MG132处理对花粉管细胞壁中酯化果胶分布的影响
• 5.3.3 MG132处理对花粉管细胞壁中纤维素分布的影响
• 5.3.4 花粉管细胞壁的显微红外光谱分析
• 5.4 讨论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 1 在校期间发表（或递交）的论文
• 2 在校期间参加的会议
• 3 Plant physiology杂志审稿意见