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拟南芥芥子油苷代谢对盐胁迫的响应

金绍静  
【摘要】:芥子油苷(glucosinolates)是十字花科(Brassicaceae)一类含氮、含硫的次生代谢物。本实验以模式植物拟南芥(A rabidopsis thaliana)为实验材料,对幼苗期、成苗期和抽薹期拟南芥进行不同浓度NaCl处理,系统地分析了盐胁迫下拟南芥不同发育时期芥子油苷含量、黑芥子酶活性的变化规律,为深入研究芥子油苷代谢与盐胁迫关系提供基础资料。 (1)在盐胁迫拟南芥的三个时期中,鉴定出主要的11种芥子油苷,包括7种脂肪族芥子油苷即3-羟基丙基芥子油苷(30HP)、3-甲基亚磺酰丙基芥子油苷(3MSOP)、4-甲基亚磺酰丁基芥子油苷(4MSOB)、5-甲基亚磺酰戊基芥子油苷(5MSOP)、6-甲基亚磺酰己基芥子油苷(6MS0H),8-甲基亚磺酰辛基芥子油苷(8MSOO)、8-甲硫辛基芥子油苷(8MTO)和4种吲哚族芥子油苷即吲哚基-3-甲基芥子油苷(13M)、1-甲氧吲哚基-3-甲基芥子油苷(1MTI3M)、4-甲氧吲哚基-3-甲基芥子油苷(4MTI3M)、4-羟基吲哚基-3-甲基芥子油苷(4OHI3M)。 (2)不同浓度盐处理的拟南芥和对照相比都表现出一定程度的盐胁迫反应。50mmol/L NaCl处理下拟南芥的部分幼叶发黄,在200 mmol/L处理下大部分的叶片褪绿,并且开始萎蔫。随着盐浓度的增加,拟南芥组织含水量减少,细胞膜透性呈上升趋势。 (3)拟南芥经过不同浓度的盐处理后,根、叶和叶柄中总芥子油苷、脂肪族芥子油苷和吲哚族芥子油苷含量均有一定程度的改变。幼苗期拟南芥根中所有芥子油苷组分在盐浓度为200 mmol/L时含量均有升高,显著高于150 mmol/L NaCl处理组。莲座叶和叶柄中脂肪族芥子油苷、吲哚族芥子油苷含量在150 mmol/L NaCl处理后含量达到最高,显著高于对照水平。 成苗期拟南芥根中芥子油苷的总量、脂肪族和吲哚族芥子油苷含量随盐浓度的变化趋势比较一致,除3MSOP和4OHI3M外都在100 mmol/L NaCl处理后显著高于对照水平。莲座叶和叶柄中的芥子油苷总量和脂肪族芥子油苷含量的变化趋势比较一致,各组分对盐胁迫的响应存在显著差异。 抽薹期拟南芥经高盐浓度(150、200 mmol/L NaCl)处理后,营养器官根、茎、叶中芥子油苷含量增加,显著高于对照水平。经过5个NaCl浓度盐处理后,拟南芥生殖器官花、果荚脂肪族和吲哚族芥子油苷含量均显著增加。 (4)盐胁迫后拟南芥黑芥子酶活性有一定的改变,但整体上变化不明显,黑芥子酶活性与芥子油苷含量的变化相关性不大。


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