外源乙酸對水稻幼苗根系干旱脅迫的緩解效應
發(fā)布時間：2022-02-20 17:32
本實驗對培養(yǎng)至一葉一心期的水稻（Oryza sativa）幼苗進行干旱脅迫處理,通過對比不同處理間的過氧化指標、抗氧化酶活性和抗氧化酶基因表達,探索外源乙酸（HAc）對干旱條件下水稻幼苗抗氧化系統(tǒng)的調節(jié)作用。結果發(fā)現(xiàn),外源HAc不同程度地提高了干旱下水稻幼苗根部超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）和抗壞血酸過氧化物酶（APX）的活性及對應編碼基因表達水平,同時顯著降低了膜透性、丙二醛（MDA）含量以及超氧陰離子（O2ˉ）和過氧化氫（H2O2）等的含量。結果表明,外源HAc可以通過上調抗氧化酶編碼基因表達水平調節(jié)抗氧化酶活性,緩解干旱脅迫對水稻幼苗造成的損傷,提高其抗旱性。
【文章來源】：植物生理學報. 2020,56(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
不同處理下水稻幼苗根部ROS含量和質膜透性的變化
如圖4-C所示,各處理間水稻幼苗根部CAT活性的變化趨勢與SOD活性的變化趨勢一致,均隨著時間的變化呈現(xiàn)上升趨勢,且上升幅度有所不同。處理1 d時,各處理間未出現(xiàn)顯著差異;而處理3和5 d時,各處理間均出現(xiàn)顯著差異。在處理3和5d時,干旱脅迫下的CAT活性分別比對照低35.8%和41.09%,而加入外源HAc后,其CAT活性分別比單獨干旱處理的增加了30.75%和21.28%,僅比對照的降低了16.06%和28.56%�？梢�,外源HAc可有效增加干旱處理下水稻幼苗根部CAT的活性。如圖4-D所示,與POD活性類似,各處理的水稻幼苗根部APX活性均隨著處理時間的增加而有所加強,且各處理間的酶活在各時間段均存在顯著差異。在處理1、3和5 d時,干旱脅迫下的APX活性分別比對照的降低了38.52%、30.39%和28.64%;而加入外源HAc后,其APX活性則分別比單獨干旱處理的提高了41.19%、23.13%和21.53%,與對照相比,則僅分別降低了13.2%、14.29%和13.28%。說明,外源HAc可通過增加干旱脅迫下水稻幼苗根部的APX活性,提高水稻幼苗在干旱條件下的抗氧化能力。
總之,外源HAc可提高干旱脅迫下水稻幼苗根部抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX編碼基因表達水平及其活性,清除多余的ROS,以緩解ROS失衡的狀態(tài),從而減輕干旱造成的膜質過氧化程度,維持細胞膜的完整性,提升水稻幼苗抵御干旱環(huán)境的能力,促進其正常生長。因此,外源HAc在植物抵御逆境脅迫方面確實發(fā)揮著重要的作用。通過本實驗研究再結合Kim等(2017)的研究結果,我們推測外源HAc可能通過誘導JA生物合成酶基因的表達啟動JA信號通路,從而提高植物的抗旱性。關于這一猜測,我們將在下一步進行深入的研究及探討。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]內源H2O2對水稻種子萌發(fā)的影響[J]. 肖羽,馮紅玉,陳惠萍. 熱帶作物學報. 2019(02)
[2]擬南芥dmard abf3突變體對ABA的敏感性和耐旱性能[J]. 黃淑顏,馮錦欣,陳家逸,盤詩雨,張裕敏,陳健璞,李玲,李曉云. 植物生理學報. 2018(03)
[3]植物干旱響應生理對策研究進展[J]. 趙璞,李夢,及增發(fā),賈銀鎖,馬春紅. 中國農學通報. 2016(15)
[4]低溫脅迫對枇杷幼果抗氧化酶系統(tǒng)和組織結構的影響[J]. 楊偉,龔榮高,廖明安,汪志輝,梁國魯. 西北農林科技大學學報(自然科學版). 2016(04)
[5]水稻葉綠體抗壞血酸過氧化物酶在干旱和高鹽脅迫中的作用[J]. 方濤,董艷蘋,李亞楠,陳德富,陳喜文. 植物生理學報. 2015(12)
[6]耐熱耐旱性不同水稻品種的農藝和生理性狀[J]. 段驊,蘇京平,傅亮,劇成欣,劉立軍,楊建昌. 植物生理學報. 2015(10)
[7]胡蘿卜抗壞血酸過氧化物酶基因的分離及其對非生物脅迫的響應[J]. 張馨月,王廣龍,黃蔚,王楓,倪楨燚,熊愛生. 南京農業(yè)大學學報. 2016(01)
[8]高溫對水稻開花期劍葉抗氧化酶活性及基因表達的影響[J]. 王艷,高鵬,黃敏,陳浩,楊志榮,孫群. 植物科學學報. 2015(03)
[9]外源NO處理對韭菜抗氧化酶活性的影響[J]. 周春麗,蘇虎,李玉萍,范鴻冰,呂玲琴,鐘賢武,林彤. 安徽農業(yè)科學. 2011(36)
[10]不同干旱程度下外源茉莉酸甲酯對水稻抗旱性的影響[J]. 董桃杏,邵玉嬌,邵翠翠. 湖北第二師范學院學報. 2010(02)
博士論文
[1]水分脅迫下外源NO對苜蓿種子萌發(fā)和幼苗抗旱生理的影響[D]. 蔡卓山.甘肅農業(yè)大學 2013
碩士論文
[1]雙酚A對玉米和水稻幼苗生理生化影響研究[D]. 許艷梅.黑龍江八一農墾大學 2016
[2]茉莉酸和赤霉素在水稻幼苗響應鎘毒害中的調控作用[D]. 邵君偉.華中農業(yè)大學 2015
[3]鎘鋅互作下H2O2對水稻根系生長發(fā)育的影響[D]. 韓明明.山東理工大學 2011
本文編號：3635513
【文章來源】：植物生理學報. 2020,56(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
不同處理下水稻幼苗根部ROS含量和質膜透性的變化
如圖4-C所示,各處理間水稻幼苗根部CAT活性的變化趨勢與SOD活性的變化趨勢一致,均隨著時間的變化呈現(xiàn)上升趨勢,且上升幅度有所不同。處理1 d時,各處理間未出現(xiàn)顯著差異;而處理3和5 d時,各處理間均出現(xiàn)顯著差異。在處理3和5d時,干旱脅迫下的CAT活性分別比對照低35.8%和41.09%,而加入外源HAc后,其CAT活性分別比單獨干旱處理的增加了30.75%和21.28%,僅比對照的降低了16.06%和28.56%�？梢�,外源HAc可有效增加干旱處理下水稻幼苗根部CAT的活性。如圖4-D所示,與POD活性類似,各處理的水稻幼苗根部APX活性均隨著處理時間的增加而有所加強,且各處理間的酶活在各時間段均存在顯著差異。在處理1、3和5 d時,干旱脅迫下的APX活性分別比對照的降低了38.52%、30.39%和28.64%;而加入外源HAc后,其APX活性則分別比單獨干旱處理的提高了41.19%、23.13%和21.53%,與對照相比,則僅分別降低了13.2%、14.29%和13.28%。說明,外源HAc可通過增加干旱脅迫下水稻幼苗根部的APX活性,提高水稻幼苗在干旱條件下的抗氧化能力。
總之,外源HAc可提高干旱脅迫下水稻幼苗根部抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX編碼基因表達水平及其活性,清除多余的ROS,以緩解ROS失衡的狀態(tài),從而減輕干旱造成的膜質過氧化程度,維持細胞膜的完整性,提升水稻幼苗抵御干旱環(huán)境的能力,促進其正常生長。因此,外源HAc在植物抵御逆境脅迫方面確實發(fā)揮著重要的作用。通過本實驗研究再結合Kim等(2017)的研究結果,我們推測外源HAc可能通過誘導JA生物合成酶基因的表達啟動JA信號通路,從而提高植物的抗旱性。關于這一猜測,我們將在下一步進行深入的研究及探討。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]內源H2O2對水稻種子萌發(fā)的影響[J]. 肖羽,馮紅玉,陳惠萍. 熱帶作物學報. 2019(02)
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[5]水稻葉綠體抗壞血酸過氧化物酶在干旱和高鹽脅迫中的作用[J]. 方濤,董艷蘋,李亞楠,陳德富,陳喜文. 植物生理學報. 2015(12)
[6]耐熱耐旱性不同水稻品種的農藝和生理性狀[J]. 段驊,蘇京平,傅亮,劇成欣,劉立軍,楊建昌. 植物生理學報. 2015(10)
[7]胡蘿卜抗壞血酸過氧化物酶基因的分離及其對非生物脅迫的響應[J]. 張馨月,王廣龍,黃蔚,王楓,倪楨燚,熊愛生. 南京農業(yè)大學學報. 2016(01)
[8]高溫對水稻開花期劍葉抗氧化酶活性及基因表達的影響[J]. 王艷,高鵬,黃敏,陳浩,楊志榮,孫群. 植物科學學報. 2015(03)
[9]外源NO處理對韭菜抗氧化酶活性的影響[J]. 周春麗,蘇虎,李玉萍,范鴻冰,呂玲琴,鐘賢武,林彤. 安徽農業(yè)科學. 2011(36)
[10]不同干旱程度下外源茉莉酸甲酯對水稻抗旱性的影響[J]. 董桃杏,邵玉嬌,邵翠翠. 湖北第二師范學院學報. 2010(02)
博士論文
[1]水分脅迫下外源NO對苜蓿種子萌發(fā)和幼苗抗旱生理的影響[D]. 蔡卓山.甘肅農業(yè)大學 2013
碩士論文
[1]雙酚A對玉米和水稻幼苗生理生化影響研究[D]. 許艷梅.黑龍江八一農墾大學 2016
[2]茉莉酸和赤霉素在水稻幼苗響應鎘毒害中的調控作用[D]. 邵君偉.華中農業(yè)大學 2015
[3]鎘鋅互作下H2O2對水稻根系生長發(fā)育的影響[D]. 韓明明.山東理工大學 2011
本文編號：3635513
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