空間環(huán)境對擬南芥DNA損傷不同修復基因表達的影響.pdf

1、空間環(huán)境中，微重力和空間輻射是引起生物學效應的兩種最重要的脅迫因素。為探究植物重力響應機制對空間環(huán)境誘導DNA損傷修復的影響，本研究利用實踐十號返回式衛(wèi)星對不同重力響應的擬南芥種子進行為期303小時的搭載。返回后，進行了420天的地面保存。然后，分別從表型、生理和分子層面，研究植物重力響應機制中重力感受和重力信號傳遞對擬南芥在幼苗期和營養(yǎng)生長過渡生殖生長期（以下簡稱營養(yǎng)生長過渡期）對空間環(huán)境誘導的DNA損傷修復基因表達的影響。
　

2、　本研究以野生型及pin2、pgm-1重力響應機制缺陷的突變體（以下簡稱突變體）擬南芥種子為研究材料。經(jīng)歷飛行并保存的實驗材料與地面對照均在人工氣候室培養(yǎng)。在幼苗期（培養(yǎng)7天）測定種子活力、主根根長和根尖偏轉角;在營養(yǎng)生長過渡期（培養(yǎng)28天，抽薹前）測定生物量和Fv/Fm;并在幼苗期及營養(yǎng)生長過渡期測定非末端同源連接、同源重組、堿基切除和核苷酸切除修復通路關鍵修復基因（分別是Ku70、RAD51、OGG1、XPD）的表達變化情況。

3、>　　結果表明，空間飛行后三種擬南芥的發(fā)芽勢、根尖偏轉角無明顯變化，而根長受到抑制;pgm-1突變體發(fā)芽率及pin2突變體生物量、Fv/Fm顯著升高。分子檢測發(fā)現(xiàn)，空間飛行組幼苗期野生型擬南芥中XPD表達顯著上調，pin2突變體中Rad51、OGG1、XPD表達顯著上調，pgm-1突變體中Ku70和OGG1表達顯著上調;營養(yǎng)生長過渡期，空間飛行組野生型中四種修復分子無顯著變化，pin2突變體Rad51、OGG1、XPD表達仍顯著上調，而

4、pgm-1突變體中Rad51表達顯著上調。
　　綜上，空間飛行后的擬南芥種子返回后存放420天，空間脅迫仍然存在，主要表現(xiàn)在根長變短。這種脅迫效應在重力信號傳遞突變體中影響更明顯。推測這種突變可能增加了對空間環(huán)境的敏感性。另外發(fā)現(xiàn)，在不同發(fā)育階段，空間環(huán)境誘導DNA損傷修復基因表達程度不同。重力信號傳遞基因pin2突變，影響了HR、BER、NER修復基因從苗期到營養(yǎng)期的持續(xù)表達，而重力感受基因pgm-1突變，在苗期影響了NHEJ、