1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
硫化氢(h2s)是新发现的第三种内源性气体信号分子,在植物多种生理过程起作用。
已有的研究指出,作为气体信号分子,h2s参与了植物生长发育的多个方面,及对外界逆境的抵御反应,包括h2s影响植物悬浮细胞活性、气孔开度、侧根萌发以及植物抗逆反应等。
[1]光呼吸是指光合器官依赖于光的co2释放现象,涉及叶绿体、过氧化物酶体和线粒体3个细胞器,这一现象最早由otto warburg与1920年发现。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标及内容:本课题拟利用代谢组学技术分析H2S处理对于水稻叶片中光合碳代谢C3和光呼吸C2代谢物的种类及含量的影响,以期推算出H2S影响光呼吸的作用位点。
拟解决的关键问题:水稻叶片中光合代谢物和呼吸代谢物的衍生化与GC-MS数据对比分析。
3. 研究的方法与方案
研究方法:首先通过预实验确定ck组和0.01mmolnahs处理组的光合作用速率存在差异,其后用代谢组学方法分析两组植株体内代谢物含量的差异,最终通过这些差异推测植物光呼吸的代谢途径。
技术路线:Ⅱyou 048水稻种子水培至四叶一心分为对照组和0.01mmolnahs处理组分别进行处理分别测定叶绿素荧光、光合作用速率、气孔导度,分析两者差异分别取样研磨衍生化、做gc-ms得出数据在数据库中比对推测h2s调控水稻光合作用的途径实验方案:1.实验材料水稻栽培种Ⅱyou 048种子2.实验试剂1) 国际水稻所标准培养液:500ml 母液配方,ph5.5 用量1号 ca(no3)2 4h2o 67.44g 定容至2l取2.5ml2号 (nh4)2so4 37.74g 定容至2l取2.5ml3号 kh2po4 8.785g 定容至2l取5ml k2so4 12.2g 4号 cacl2 41.92g 定容至2l取2.5ml5号 mgso47h2o 81.125g 定容至2l取5ml6号 mncl24h2o 0.72g 定容至2l取2.5ml (nh4)6mo7o244h2o 0.368g h3bo3 0.4576g znso47h2o 0.0176g cuso45h2o 0.0155g 7号 feso47h2o 2.49g 定容至2l取4ml na2edta 3.3325g 8号 na2sio39h2o 4.21g 定容至2l取2ml2) 0.01mmnahs溶液:用国际水稻所标准培养液配制成0.01mm的溶液;3) 甲醇、氯仿、dh2o、10%的过氧化氢、吡啶;4) 0.3 mg/ml核糖醇溶液:用甲醇配制成0.3 mg/ml溶液;5) 20 mg/ml甲氧胺盐酸盐试剂(sigma,cat.no.593-56-6):用纯的吡啶溶液配制成20 mg/ml的溶液;6) 滞留时间标准混合物溶液:用nih-c脂肪酸甲酯混标溶于氯仿配制成0.8mg/ml的溶液,nih-c脂肪酸甲酯混标成分如下:methyl arachidate 33.2 wt. %methyl decanoate 3 wt. %methyl dodecanoate 6 wt. %methyl myristate 12 wt. %methyl octanoate 1.5 wt. %methyl palmitate 19.4 wt. %methyl stearate 24.9 wt. %;7) mstfa:用滞留时间标准混合物溶液配制成20ul/mol的溶液。
3.实验仪器 光照培养箱、液氮罐、涡旋仪、离心机、水浴锅 冷冻干燥仪、gc-ms4.水稻幼苗的培养与处理1) 水稻栽培种Ⅱyou 048种子用10%的过氧化氢消毒10min,然后用蒸馏水冲洗数次。
4. 研究创新点
硫化氢(h2s)是新发现的第三种内源性气体信号分子,在植物多种生理过程起作用。
已有的研究指出,作为气体信号分子,h2s参与了植物生长发育的多个方面,及对外界逆境的抵御反应。
而对于光呼吸,由于与作物产量形成的密切关系,因此对其研究自从发现之初就受到广泛关注,但主要集中于利用基因工程技术改造rubisco或人为提高co2浓度等途径来降低光呼吸速率。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展:2014年9月-10月 水稻幼苗培养至至四叶一心。
2014年10月-11月 分两组进行处理,并测定叶绿素荧光动力值、光合作用速率值、气孔导度值等生理生化数据。
并采样保留。
