摘要
随着全球变暖，热胁迫逐渐成为植物面临的主要环境问题。然而到目前为止，植物系统响应瞬时热胁迫的早期信号事件及热胁迫诱导的HSFA2如何参与提高基础耐热性的机制尚不清楚。本研究以野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)和相关突变体为材料，运用非损伤微测技术和激光共聚焦技术测定叶肉细胞在受到瞬时热胁迫时离子流速、浓度变化;运用荧光素酶报告基因表达试验验证了 HSFA2激活脂氧合酶(lipoxygenases,LOXs)基因 LOX3 和 12-氧-植物二烯酸还原酶(12-oxo-phytodienoic acid reductase,OPR)基因OPR3的转录活性，运用EMSA验证了 HSFA2可以和LOX3和OPR3的启动子区域结合;此外，运用实时定量PCR技术测定野生型和突变体拟南芥中HSFA2、茉莉酸(jasmonic acid,JA)合成途径关键基因以及编码ROS清除酶的基因表达量，运用液相色谱质谱联用技术测定野生型和突变体拟南芥中JA含量变化，探究热胁迫诱导的早期信号和调控合成茉莉酸影响植物耐热性的机理，主要研究结果如下: 1.拟南芥叶肉细胞在感知到瞬时热胁迫后诱发一系列早期信号事件。首先通过某种机制依次激活质膜外向K+通道、质膜NADPH氧化酶、质膜H+-ATPase，引起K+外排、H2O2迸发、H+外排，使得质膜超极化激活质膜内向钙离子通道，最后由胞外Ca2+进入胞质和胞内Ca2+的动员和再分配共同完成[Ca2+]cyt的增加过程。 2.钙离子可通过与CAM结合向下游传递信号。胞质内增加的钙离子可与CAM3(Calmodulin3)结合向下游传递信号，CAM1(Calmodulin1)响应热信号并可能通过某种方式影响HSFA2基因的表达。 3.HSFA2调控茉莉酸合成途径关键酶LOX3、OPR3基因表达影响JA积累，进而影响编码ROS清除酶相关基因表达调控ROS清除过程，从而提高植株基础耐热性。 研究植物跨膜离子流对热信号的响应及相关膜蛋白对热信号的识别还是一个较新的尝试，研究结果对进一步揭示植物耐热信号转导机制具有重要的科学意义。
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