過量表達鹽地堿蓬葉綠體sAPX基因對擬南芥抗鹽性的影響.pdf

1、環(huán)境脅迫是目前影響世界農作物產量的主要因素之一，它嚴重地影響到植物的生長、發(fā)育和作物的產量與品質。當環(huán)境如溫度、土壤含水量、土壤鹽度等的變化幅度超過植物的耐受范圍時，都會使植物體內產生大量的有毒害作用的活性氧。它們可導致植物體內蛋白質變性和膜質過氧化，使植物體遭受氧化脅迫。因此，植物在長期的進化過程中產生了一系列保護機制來清除過多的活性氧，參與這些機制的包括一些小分子物質如抗壞血酸、谷胱甘肽及酚類物質等和抗氧化酶類如SOD、APX和CA

2、T等。
　　葉綠體作為植物特有的能量捕捉和轉換器官，也是活性氧產生和攻擊的主要部位，其中H2O2是葉綠體電子傳遞鏈產生的一種主要的活性氧，而APX被認為是葉綠體中清除H2O2的關鍵酶。定位在葉綠體上的抗壞血酸過氧化物酶包括類囊體膜APX和基質APX。該酶在抗氧化脅迫中的重要性已在某些轉基因植物中得到初步證實。但是，到目前為止對APX的研究結果都是針對非鹽生植物中的基因進行的，例如番茄，豌豆、水稻及擬南芥等，對鹽生植物中葉綠體 AP

3、X分子水平的研究還比較少，而且結果也是值得討論的。因此研究鹽生植物葉綠體APX與植物抗逆性之間的關系具有重要意義，同時也有待更進一步的深入探討，APX在抗逆脅迫中的作用可能因植物材料的種類、發(fā)育階段及處理條件的不同而有所差異。
　　鹽地堿蓬作為一種葉肉質化稀鹽鹽生植物，在進化過程中可能形成了特殊的耐鹽機制，鹽生植物和甜土植物在活性氧解毒機制上可能存在顯著的差異。此外，目前關于鹽分對擬南芥種子萌發(fā)效應的研究已有報道，但多集中于植物在

4、基因表達及生理水平對鹽脅迫的響應，極少將離子效應和滲透效應分開來研究鹽脅迫機理。異源表達鹽地堿蓬葉綠體 APX能否提高甜土植物的耐鹽能力，鑒于擬南芥良好的遺傳背景，本研究以哥倫比亞野生型擬南芥和過量表達Ss。sAPX純合體植株為材料，結合鹽脅迫條件下二者的各項生理指標，探討了二者在鹽脅迫下的抗氧化機理，分析了該基因在鹽脅迫誘導的氧化脅迫中的作用，希望獲得抗逆性提高的植物材料。主要研究結果如下:
　　正常生長條件下，野生型和轉基因擬

5、南芥的生長狀況良好且沒有區(qū)別。而在NaCl(≥120 mmol/L)處理下，野生型和轉基因擬南芥的生長狀況均受到一定程度的抑制。與野生型相比，轉基因植株在種子萌發(fā)階段受鹽脅迫的抑制程度較輕，其種子萌發(fā)率、子葉長出率、存活率、主根長度及葉綠素含量均顯著高于野生型，表現(xiàn)出較強的耐鹽性。
　　通過采用NaCl、LiCl和等滲甘露醇處理野生型和過量表達Ss。sAPX擬南芥種子，并測定二者萌發(fā)指標，以及與離子脅迫、滲透脅迫及氧化脅迫相關生理

6、指標和抗氧化酶活性，得出鹽脅迫下植物的萌發(fā)生長受抑制與滲透脅迫和離子毒害兩種效應有關，其中NaCl對野生型和過量表達Ss。sAPX擬南芥種子萌發(fā)的抑制作用主要是由滲透脅迫造成的，而離子毒害處于次要地位。同時在NaCl處理下，過量表達Ss。sAPX擬南芥的鈉鉀離子含量、脯氨酸含量、SOD及CAT活性在NaCl處理前后與野生型并無顯著差異，而其子葉中的H2O2及MDA含量隨著 NaCl處理后APX總酶活性的顯著升高呈現(xiàn)顯著性差異，維持在一個