5-氨基乙酰丙酸調(diào)控干旱脅迫下油菜幼苗生長的生理機(jī)制研究.pdf

1、以甘藍(lán)型油菜品種浙雙758（Brassica napus cv.Zheshuang758）為試驗材料，利用生理學(xué)、分子生物學(xué)等方法研究了5-氨基乙酰丙酸(ALA)對干旱脅迫下油菜幼苗活性氧清除系統(tǒng)、光合作用、水分關(guān)系、礦質(zhì)元素的吸收及轉(zhuǎn)運以及葉綠素合成的影響，探討了其調(diào)控干旱脅迫下油菜生長的機(jī)理。所得主要結(jié)果如下:
　　 1.研究了根部施用ALA對聚乙二醇(PEG)誘導(dǎo)的水分缺失脅迫下油菜子葉期幼苗生長及活性氧清除系統(tǒng)的影響。P

2、EG誘導(dǎo)的水分缺失脅迫抑制幼苗生長的同時增加了子葉中丙二醛(MDA)和活性氧自由基（ROS，O2-和H2O2）的積累，提高了抗氧化酶的活性以及谷胱甘肽和抗壞血酸還原型和氧化型的比值。對根部施用低濃度的ALA(0.1-1 mg L-1)提高了地上部鮮重和葉綠素含量，而10 mg L-1 ALA則對幼苗的生長表現(xiàn)出抑制作用。在水分缺失脅迫下，低濃度的ALA促進(jìn)了葉綠素的積累，進(jìn)一步提高了谷胱甘肽和抗壞血酸還原型和氧化型的比值。同時，與PEG

3、單獨處理相比，1 mg L-1 ALA顯著地降低了受脅迫子葉中MDA的含量和ROS的積累，進(jìn)一步提升了抗氧化酶的活性，上調(diào)了POD、CAT和GR的表達(dá)水平。以上結(jié)果表明，低濃度的ALA在水分缺失脅迫下能夠通過提高ASA-GSH循環(huán)，提升抗氧化酶活性以及上調(diào)部分抗氧化酶基因的表達(dá)以保證植物能夠有效地清除ROS，從而緩解子葉期幼苗受到的水分缺失脅迫。
　　 2.研究了葉面噴施ALA對基質(zhì)造成的干旱脅迫下油菜四葉期幼苗抗氧化酶活性及基

4、因表達(dá)的影響。干旱脅迫增加了葉片中MDA和H2O2的積累，增強(qiáng)了CAT、POD、APX和GR的活性，上調(diào)了APX和GR的轉(zhuǎn)錄水平。在復(fù)水處理后，MDA和H2O2的含量以及APX和GR的表達(dá)量均恢復(fù)到正常水平。在干旱脅迫下，與對照（清水處理）相比，葉面噴施ALA有效地緩解了MDA和H2O2的積累，增加了抗氧化酶的活性，并上調(diào)了CAT和POD的表達(dá)。以上結(jié)果表明，葉片噴施ALA能通過增強(qiáng)CAT、POD、APX和GR的活性以及上調(diào)CAT和PO

5、D的表達(dá)來促進(jìn)受脅迫葉片對ROS的清除。
　　 3.研究了外源ALA對干旱脅迫下油菜幼苗光合作用的調(diào)控機(jī)理。干旱脅迫抑制了幼苗地上部和根部的生長，減少了葉片中葉綠素、淀粉以及可溶性蛋白的含量，降低了葉片凈光合速率(Pn)、光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)的最大和實際光合量子產(chǎn)量，下調(diào)了卡爾文循環(huán)相關(guān)基因的表達(dá)，但卻誘導(dǎo)了還原糖和蔗糖的積累。復(fù)水處理4d后，大多數(shù)指標(biāo)均能恢復(fù)到正常水平。葉面噴施ALA能夠部分地緩解干旱脅迫對油菜生長的抑制。在干

6、旱脅迫下，與清水處理相比，ALA促進(jìn)了葉綠素的積累，提高了葉片的Pn和氣孔導(dǎo)度（gs），提升了光化學(xué)焠滅系數(shù)(qP)和非光化學(xué)焠滅系數(shù)(NPQ)，上調(diào)了卡爾文循環(huán)相關(guān)基因的表達(dá)，同時在維持淀粉和可溶性蛋白含量正常水平的情況下進(jìn)一步促進(jìn)了還原糖和蔗糖的積累。這些結(jié)果表明，葉面噴施ALA對受干旱脅迫植株的光合作用的增強(qiáng)可能與氣孔導(dǎo)度的增加、葉綠素含量的升高、植物光保護(hù)能力的提升以及卡爾文循環(huán)相關(guān)基因表達(dá)的上調(diào)有關(guān)。
　　 4.研究了

7、外源ALA對干旱脅迫下油菜水分關(guān)系、有機(jī)滲透物質(zhì)的積累以及無機(jī)離子吸收的影響。干旱脅迫降低了油菜幼苗的葉片相對含水量和水勢，誘導(dǎo)了葉片和根中可溶性糖、游離氨基酸和脯氨酸的積累，抑制了根系對礦質(zhì)元素的吸收。復(fù)水處理4d后，葉片中脯氨酸和可溶性糖含量恢復(fù)到正常水平，但根系對礦質(zhì)離子的吸收仍沒有完全恢復(fù)。在干旱脅迫下，ALA降低了葉片中脯氨酸含量，促進(jìn)了葉片中Na+的外排，提高了K+/Na+比值以及葉片相對含水量和水勢，從而緩解干旱脅迫對油菜

8、幼苗造成的滲透脅迫。但是在干旱脅迫下，與清水處理相比，ALA對根系中礦質(zhì)元素吸收的影響并不顯著。
　　 5.研究了外源ALA在PEG誘導(dǎo)的水分缺失脅迫下對黃化的油菜子葉轉(zhuǎn)綠過程中ALA積累、葉綠素合成以及相關(guān)基因表達(dá)的影響。低濃度的ALA促進(jìn)了內(nèi)源ALA的積累和葉綠素的合成，但其對HEMA的轉(zhuǎn)錄水平?jīng)]有影響。水分缺失脅迫對葉綠素合成的抑制與其下調(diào)了HEMA和ChlH的表達(dá)并上調(diào)了FC的表達(dá)有關(guān)。而在水分缺失脅迫下，外源ALA處理