交替途径及外源过氧化氢在唐古特白刺耐盐性中的作用

发布时间：2020-05-21 21:12

【摘要】：土壤盐渍化严重影响了植物的生长发育,研究盐生植物的耐盐机理以及其适应盐环境的调节机制,对耐盐植物的推广和生态修复、以及耐盐性作物育种等具有重要意义。唐古特白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)是白刺科(Nitrariaceae)白刺属(Nitraria)的落叶小灌木,具有较强的抗盐、抗旱、抗寒、耐瘠薄能力,是改造盐碱地的优选植被,生态效益突出。此外,唐古特白刺还具有较高的生态价值和药用价值。本试验以唐古特白刺为研究材料,探究了交替途径以及H_2O_2作为信号分子在唐古特白刺耐盐性中的作用。试验结果如下:(1)随NaCl浓度增加,唐古特白刺叶片呼吸速率、交替途径呼吸速率、以及SOD、CAT、APX活性呈现先升高后下降的趋势,叶片相对含水量、叶绿素含量以及POD、COX活性呈降升降波动变化,而交替途径呼吸速率/呼吸速率(V_(alt/)V)、细胞膜透性、TBARS含量和ROS含量随盐浓度升高而增加。呼吸速率、交替途径呼吸速率于300 mmol·L~(-1) NaCl胁迫时达到最大值,其他生理指标的转折点均出现在200 mmol·L~(-1) NaCl胁迫时,说明唐古特白刺通过诱导交替途径、调节抗氧化酶活性以适应低浓度盐胁迫,而高盐胁迫会对唐古特白刺生理代谢产生抑制作用,致使酶活性降低,ROS大量积累,细胞膜完整性遭到破坏。(2)不同浓度盐胁迫下,唐古特白刺叶片经水杨基氧肟酸(Salicylhydroxamic acid,SHAM)预先处理,叶片各项生理指标变化趋势与单独NaCl处理相同。但SHAM抑制交替途径后,与NaCl处理相比,唐古特白刺叶片相对含水量、叶绿素含量、抗氧化酶、COX酶活性降低,且拥有了更高的相对电导率、TBARS含量和ROS含量,说明交替途径受抑后促进叶片ROS的积累,使盐胁迫对唐古特白刺的伤害进一步加剧。试验结果显示,盐胁迫下交替途径的运行有助于提高唐古特白刺的抗盐性。(3)200 mmol·L~-11 NaCl胁迫时,用外源1 mmol·L~-11 H_2O_2预先喷施唐古特白刺叶片,叶片呼吸速率、交替途径呼吸速率、V_(alt)/V、相对含水量、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及COX活性均比NaCl处理组高,而相对电导率、TBARS含量和ROS含量明显下降。另外用H_2O_2清除剂DMTU处理后,相关指标数值均比NaCl处理组低,进一步验证了外源H_2O_2可以提高呼吸速率,降低氧化胁迫和缓解膜脂过氧化作用,有效增强唐古特白刺对盐渍环境的适应性。
【图文】：

应激反应,植物,拟南芥

图 1-2 H2O2在植物应激反应中的作用[64]-2 The central role of H2O2in plant responses to various environmental 2O2诱发植物细胞程序性死亡（PCD）到胁迫后，诱导 H2O2和 NO 信号途径启动，诱发细胞程序性死亡。的拟南芥愈伤组织 H2O2含量增加，可能与发生的 PCD 有直接联系活促分裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase, MAPK）S 增加，进而导致 PCD[66]。2O2参与 ABA 调控的气孔关闭7]等人在对蚕豆和拟南芥的试验中发现，用抗氧化剂去除 H2O2或 N成受阻，则气孔关闭运动也受到不利影响，得出 ABA 诱导必须依赖外，拟南芥 CAT 突变体或经过 CAT 抑制剂处理的拟南芥叶片的气孔2影响；添加 ABA 后，H2O2含量增加，拟南芥叶片气孔处于关闭状生的 H2O2可以诱导叶片气孔关闭[68]。2O2参与植物生长发育现，多种植物在柱头发育过程中，，H2O2不断积累。拟南芥的乳突发产生，但授粉后，H2O2浓度降低，推测 H2O2可能参与了柱头与花粉棉花纤维次生壁分化与发育过程中也有重要作用，H2O2被清除后，

过程图,信号传递,过程,激酶

与 MAPK 信号级联途径活化蛋白激酶（MAPK）级联途径是植物信号转导途径之一，由APKs 三种蛋白质激酶组成，其主要作用是通过一系列的磷酸化核，对于植物生长和逆境响应有着重要作用。植物在响应逆境胁被激活，MAPK 磷酸化并激活下游目标，如转录因子、其他激酶3）。研究表明，ROS 可以诱导或介导 MAPK 通路的激活[73]。不同芥 AtMPK6 和 AtMPK3，指出 AtMKK-4-AtMPK6 和 AtMKK3-A H2O2的响应。H2O2还通过激活氧化信号诱导激酶（OXI1），来完全]。在水稻中也发现，H2O2激活 MPK3 和 MPK6，并被上游激酶 M号途径被激活后，调控了不同转录因子的表达。H2O2通过激活拟白激酶的（MAPK）的上游因子，诱导 MAPK 级联途径进行信号移酶的表达，与 GSH 共同作用缓解氧化胁迫[76]。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S793.9

【参考文献】