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《南京农业大学》 2004年
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植物体内多胺代谢的调节与抗盐性的关系及多胺在其信号转导中的地位

刘俊  
【摘要】:盐胁迫可以显著地降低作物产量,提高作物的耐盐性对农业生产意义重大。多胺是植物体内一种重要的生理活性物质,在植物逆境胁迫的适应中具有重要的作用。环境胁迫可以引起植物组织中多胺水平发生很大变化,同时多胺在逆境信号的转导中也可能发挥作用。植物体内的多胺分为游离态多胺、高氯酸(PCA)可溶和PCA不溶性结合态多胺,在盐胁迫下这三种状态的多胺及其在信号转导中的作用与抗盐性的关系还不清楚。本文选用两个抗盐能力不同的大麦品种科品7号(KP7,抗盐性较差)和鉴4(J4,抗盐性较强)作为研究材料,结合多胺合成抑制剂D-Arg、DFMO和MGBG以及外源调控物质甜菜碱和CaCl_2处理研究盐胁迫下大麦幼苗体内游离态和结合态多胺的变化及其与抗盐性之间的关系。同时以常规玉米(农大108)以及ABA缺失突变体及其野生型玉米叶片为研究材料,结合ABA合成抑制剂Tungstate、多胺氧化酶(PAO)合成抑制剂Guazatine来调查盐胁迫下多胺含量的变化与ABA和H_2O_2诱导的信号之间的关系。 结果表明用0~300mmol/L NaCl处理大麦(KP7和J4)幼苗可以促进根系中的Put向Spd和Spm转化,增加Spd和Spm的含量,提高(Spd+Spm)/Put的比值,且耐盐性品种J4体内多胺的转化对盐浓度响应的阈值要大于盐敏感品种KP7。外施多胺合成抑制剂D-Arg、DFMO和MGBG降低了盐胁迫下根系游离多胺的总量及Put向Spd和Spm的转化,也加重了盐胁迫的伤害。 外源甜菜碱对200mmol/L NaCl胁迫下大麦幼苗的伤害有显著的缓解效应,并且可以显著地提高盐胁迫下大麦幼苗根系多胺含量,促进叶片内Put向Spd与Spm的转化,提高叶片的(Spd+Spm)/Put的比值。表明外源甜菜碱对大麦幼苗在盐胁迫下对多胺代谢的调节是其缓解盐害的一个重要机制。 盐胁迫也影响了幼苗体内PCA可溶性结合态与PCA不溶性结合态多胺的含量。200mmol/L NaCl胁迫8天后,大麦幼苗叶片和根系中的PCA可溶性结合态与PCA不溶性结合态多胺的含量都有不同程度地下降。盐胁迫也降低了大麦幼苗细胞壁结合的多胺含量。Ca~(2+)处理可以显著地减轻盐胁迫对大麦幼苗的伤害,并引起其根系质外体中游离多胺以及细胞壁结合多胺含量的显著上升,同时也促使了细胞壁结合型PAO和POD活性的下降,增加了根系可溶性蛋白中结合的多胺含量,因此细胞壁结合多胺含 量的增加以及根系可溶性蛋白中结合多胺含量的上升是ca”处理缓解大麦盐害的一个 可能原因。 外源施用Inllllol/L的Cad、Put、SPd和SPm处理,可以显著地增加盐胁迫下大麦 幼苗根系以及玉米叶片中活性氧代谢的酶以T、SOD和POD的活性.多胺处理也促进 了盐胁迫下大麦幼苗根系质膜和液泡膜上的H+一ATPase的活性,且对离子吸收和分配 产生了显著影响,并显著地增加了盐胁迫下玉米叶片的光合性能。 盐处理24h后,玉米幼苗叶片中多胺含量显著地增加,ABA生物合成抑制剂 Tullgs tate,以及ABA缺失突变体与其野生型玉米(于尹到VPS)可以抑制其体内ABA的 生成,并显著地降低盐胁迫下多胺含量的增高。多胺合成抑制剂D一Arg和DFMO也可 以降低ABA诱导的多胺含量增高。表明盐胁迫促使ABA含量增加,而ABA的增加又诱 导了多胺的合成。 ABA合成抑制剂TullgS tate和PAO抑制剂guazatine可以极大地降低盐胁迫和ABA 处理引起的PAO活性的升高,降低H20,的水平,也抑制了多胺含量的增加。低浓度 (1阳o1/L)H20,可以诱导玉米叶片中多胺含量的增加,但高浓度的HZOZ显著降低了叶 片中多胺的水平。表明多胺在盐胁迫下的合成是可以通过ABA和H202来介导的,并在 其下游发挥对盐害的缓解作用。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S311

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【引证文献】
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10 周志文;葡萄种质资源的耐盐性鉴定及其生理基础的研究[D];山东农业大学;2003年
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