硫化氫對鎘脅迫下大白菜幼苗光合生理的影響

發(fā)布時間：2020-05-05 20:48

【摘要】：硫化氫(H_2S)作為繼一氧化氮、一氧化碳之外的第三種氣體信號分子,近年來不論是在生物學(xué)還是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直是被關(guān)注的熱點。隨著H_2S信號在植物中的生理功能研究的開展,被證實其在植物生長發(fā)育和響應(yīng)脅迫的過程中發(fā)揮重要作用。已有的研究表明,H_2S參與了植物從萌發(fā)到衰老整個生命過程;H_2S通過增強植物光合作用強度,提高植物應(yīng)對干旱、高溫、冷凍和重金屬等各種威脅的耐受能力,但關(guān)于H_2S對重金屬脅迫下植物光合作用的調(diào)節(jié)機制報道極少。為了研究H_2S對鎘(Cd)脅迫下植物幼苗光合生理的調(diào)節(jié)作用,本文以大白菜(Brassica pekinensis(Lour.)Rupr.)幼苗為實驗材料,檢測Cd脅迫及外源H_2S和內(nèi)源H_2S清除劑次牛磺酸處理后,大白菜幼苗光合特性指標(biāo)和Rubp羧化酶(ribulose-1,5-hisphpsphate carboxylase)的活性,利用熒光定量-PCR檢測內(nèi)源H_2S生成酶編碼基因CDes和Rubp羧化酶小亞基編碼基因RBCSes表達水平的變化。主要研究結(jié)果如下:1.當(dāng)Cd處理濃度≥2.5 mmol·L~(-1)時,大白菜幼苗葉片出現(xiàn)明顯失綠、萎蔫卷曲的現(xiàn)象,葉寬顯著降低;當(dāng)Cd處理濃度≥5 mmol·L~(-1)時,大白菜幼苗葉片葉綠素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)(F_v/F_0,F_v/F_m,PI_(abs))、凈光合速率(Pn)和Rubp羧化酶活性以及RBCSes的表達量顯著降低,說明Cd脅迫能夠抑制大白菜幼苗的光合作用;大白菜幼苗受到Cd脅迫后,內(nèi)源H_2S合成酶編碼基因LCD、DCD、DES轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),H_2S含量顯著升高;表明H_2S參與大白菜幼苗對Cd脅迫的響應(yīng)。2.5μmol·L~(-1) NaHS預(yù)處理促進正常生長條件下大白菜幼苗的Rubp羧化酶活性;緩解Cd脅迫對大白菜幼苗生長狀態(tài),以及葉片葉綠素含量、F_v/F_0,F_v/F_m,PI_(abs)和Pn的抑制作用,增加Cd脅迫下RBCSes的表達量;0.1 mmol·L~(-1)次�；撬崤cCd共同處理對幼苗光合作用的抑制作用比單獨Cd脅迫更強。以上結(jié)果表明,H_2S預(yù)處理可以促進Cd脅迫下大白菜幼苗光合作用的進行,有效減輕Cd脅迫對其造成的傷害,促進Cd脅迫下大白菜幼苗的生長。
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哺乳動物細胞