为分析空间辐射环境质子的生物学效应特征,本课题利用新一代载人飞船在中地轨道飞行69小时,处理了拟南芥野生型(WT)、重力信号传导缺陷型突变体(pin2)和花青素合成缺陷的辐射敏感型突变体(ttg1),返回地面储存182天后种植,分析了生长发育和ROS及DDR功能基因组变化特征。研究结果如下:1)在表型方面,无论是野生型还是pin2和ttg1突变体,与其地面对照组比较,发芽率、根长及开花期缩短(p<0.05)反映了低剂量辐射刺激性状的变化。根尖组织ROS积累表现为O2·~-有所增高,对应的H2O2含量与对照相比显著降低(p<0.01)。2)在功能基因GO富集分析方面,发现野生型拟南芥主要表现为参与代谢功能的基因表达下调,但细胞对外界刺激等抗胁迫反应功能的基因表达上调;pin2突变体表达模式与野生型类似,但启动了更多抗胁迫和代谢功能基因的表达,而ttg1突变体表现为与核苷酸生物合成和甲基转移酶相关基因上调表达。生物代谢途径分析发现野生型和ttg1突变体都富集到了昼夜节律、氨基酸的生物合成和代谢通路等3条生物途径,而pin2突变体富集到了光合作用、类固醇生物合成途径。3)分析ROS和DDR相关调控基因的表达网络,表明野生型内源性ROS修复功能基因比pin2和ttg1突变体的表达增多,对应的ROS产生、传递相关基因未见变化,Blebbistatin而pin2和ttg1突变体ROS修复功能基因功能基因表达的较少,其内源性ROS产生、传递功能基因仍持续表达。对应的DDR修复通路功能基因,表现为野生型仍有一定数量的DNA损伤修复基因呈现下调变化,而pin2和ttg1突变体没有出现相应基因的变化。4)通过生物信息学方法获取了与开花期提前关联的ROS基因70个,并发现其中枢纽基因T21B4.20、DEAR3、BGLU33、BEL1和IDA。其中DEAR3结合Dimmunological ageingRE/CRT顺式核心作用元件来调控拟南芥中ROS清除相关基因的表达和抗氧化酶的活性,同时该基因也是植物开花发育的重要基因;IDA都是植物生长过程中的关键调控因子,影响植物器官的形成与脱落。GLU33、BEL1和T21B4.20这三个基因都是参与抗胁迫调控的基因,本研究发现他们参与了拟南芥开花期缩短的刺激效应。进一步,比较了与近地轨道对应功能基因的变化,表明近地轨道由于有占比较大的重离子诱发了www.selleck.cn/products/Gefitinib更强的ROS和DDR途径的表达基因,而中地轨道主要是质子诱发的内源性ROS,主要是激发了开花期缩短,发芽率及根长增加的刺激效应。