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最近,近年来的研究表明,在不同的胁迫条件下真核细胞相关的细胞周期调控基因和DNA修复基因的异常表达会导致其异常增殖和基因组不稳定性。在本论文中,选取拟南芥(Arabidopsis thaliana)为供试植物,以镉(Cd)作为污染物,采用0.5×M&S液体培养人工投加污染物的方法,研究了不同浓度Cd处理对拟南芥种子发芽率、幼苗鲜重、根长和叶绿素含量的影响,通过实时荧光定量PCR方法分析了 Cd胁迫下拟南芥幼苗根尖中DNA损伤修复基因、细胞周期调控基因G1/S期和G2/M期转换相关基因表达水平的变化情况,通过流式细胞仪(FCM)探讨了 Cd胁迫下拟南芥幼苗根尖中细胞周期G1/S期和G2/M期阻滞的变化趋势。结果如下:随Cd浓度增加,在较低浓度处理时,拟南芥幼苗根的生长速率增加,在较高浓度胁迫下,根系生长受抑制,但是对其发芽率、鲜重以及叶绿素含量没有明显影响。0-2.5 mg·L-1 Cd处理5 d后,拟南芥幼苗根尖中DNA损伤修复基因和细胞周期调控基因(如BRCA1、MRE11、WEE1、CDKA;1、PCNA1)的表达呈明显的倒U形剂量-效应关系;但是,G1/S转换相关基因(H4,E2Fa和PCNA2)的表达量显著降低;DSB末端处理、GR1和DNA错配修复基因(MSH2, MSH6和MLH1)表达量也明显降低。流式细胞仪(FCM)分析结果显示,0.125 mg·L-1 Cd处理的根尖细胞核DNA 2C含量显著增加,与此同时,1-2.5 mg·L-1Cd胁迫下的根尖4C和8C含量也明显增加。我们的实验结果表明,0.125 mg·L-1Cd诱导的DNA损伤导致细胞周期G1/S期阻滞和根尖生长加速,而Cd处理浓度为1.0-2.5mg·L-1时,诱导的DNA损伤引起明显的G2/M期阻滞,从而导致根尖生长受到抑制。这可能是Cd处理后引起的细胞的一种保护机制,防止受到损伤的DNA细胞继续进行分裂增殖。