【摘要】：本研究根據(jù)沈陽地區(qū)早春時期氣溫回升較快,土溫變化相對滯后的氣候特點,模擬根域亞低溫環(huán)境,并結(jié)合外源添加γ-氨基丁酸(GABA)和其代謝途徑抑制劑氨己烯酸(VGB)處理,研究根域亞低溫下山定子(Malus Baccata Borkh.)根系GABA代謝關(guān)鍵酶活性、三羧酸循環(huán)關(guān)鍵酶活性和中間產(chǎn)物含量、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量、活性氧含量及其抗氧化酶活性的響應特點,探討GABA在山定子根系適應亞低溫脅迫過程中的的生理功能。主要結(jié)果如下:1.根域亞低溫對山定子根系活性氧和膜脂過氧化的影響:根域亞低溫下,山定子根系中超氧陰離子(02-)、過氧化氫(H2O2)和丙二醛(MDA)含量顯著高于對照,表明根域亞低溫對山定子根系造成了逆境傷害。添加GABA后,顯著降低了根系中O2-、H2O2和MDA含量。VGB處理則進一步提高了 H2O2含量,使MDA含量隨著處理時間的延長持續(xù)升高。說明外源GABA能夠有效緩解根域亞低溫引發(fā)的根系氧化脅迫,且GABA代謝途徑參與了根系對根域亞低溫的響應過程。2.根域亞低溫條件下GABA代謝的響應特征:根域亞低溫脅迫下,山定子根系中GABA含量整體呈持續(xù)升高的趨勢,并一直高于對照。谷氨酸脫羧酶(GAD)活性與GABA變化趨勢一致;γ-氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶(GABA-T)活性在0-48 h不斷降低,且顯著低于對照,在4-6 d其活性又恢復到對照水平;琥珀酸半醛脫氫酶(SSADH)活性變化趨勢與GABA-T一致,并在處理過程中始終低于對照。根域亞低溫促進了山定子根系中Glu向GABA的轉(zhuǎn)化,同時降低GABA-T和SSADH的酶活性,進而引起內(nèi)源GABA含量積累。外源GABA處理促進了根系中內(nèi)源GABA和琥珀酸(SA)的積累,且顯著高于對照和亞低溫處理;谷氨酸(Glu)含量直到4-6 d才顯著高于對照和亞低溫處理。與亞低溫處理相比,外源GABA處理降低了 GAD活性,但增強了 GABA-T和SSADH的活性。VGB處理顯著抑制了 GABA-T活性;GAD活性僅在48 h和4 d顯著低于亞低溫處理,SSADH活性僅在48 h顯著低于亞低溫處理。VGB處理后,根系中內(nèi)源GABA含量0-48 h顯著低于亞低溫處理,此后逐漸升高,4-6 d高于亞低溫處理但低于GABA處理。3.根域亞低溫下GABA對根系TCA循環(huán)的影響:根域亞低溫下,山定子根系中檸檬酸(CA)、α-酮戊二酸(α-KGA)、延胡索酸(FA)和蘋果酸(MA)含量皆是在第12 h出現(xiàn)第一個峰值后明顯下降,在第48 h后又開始上升,其中CA持續(xù)升高,其他3種有機酸在第4 d達到峰值后開始下降。αα-酮戊二酸脫氫酶(α-KGDH)活性在處理0-24 h受到顯著抑制,隨后升高并顯著高于對照;琥珀酸脫氫酶(SDH)活性則一直顯著低于對照。外源GABA處理中,CA和α-KGA含量進一步降低,但提高了 FA和MA含量;α-KGDH活性與亞低溫處理的變化趨勢相反,SDH活性整體呈下降的趨勢,但在0-48 h顯著高于亞低溫處理。VGB處理中,CA含量僅在第48 h和4 d高于亞低溫處理,α-KGA含量則是從48 h開始與亞低溫處理的相近,FA含量在0-4 d顯著高于亞低溫處理,MA含量則在整個處理過程中顯著高于亞低溫處理;α-KGDH和SDH活性在0-4 d顯著高于亞低溫處理,此后明顯降低。4.根域亞低溫下GABA對滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響:根域亞低溫下,山定子根系中可溶性蛋白和脯氨酸(Pro)的含量增加,外源GABA處理促進了這兩種物質(zhì)的積累。VGB處理0-24 h促進了可溶性蛋白和Pro的積累,第48 h后不斷下降且低于亞低溫水平。根域亞低溫下,可溶性總糖含量在整個處理過程中不斷增加;葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨醇含量整體呈上升趨勢,至處理結(jié)束時分別是處理前的2.4倍、1.8倍和0.5倍。GABA處理后,可溶性總糖含量0-4 d與對照相近,直到第6 d顯著高于對照和亞低溫處理;與亞低溫處理相比,四種糖組分含量0-4 d均有所下降,第6 d時除蔗糖外其余三種糖含量增加。VGB處理中,可溶性總糖含量在亞低溫處理的中后期(24 h-6d)逐漸高于亞低溫處理;四種糖組分中只有蔗糖含量始終低于亞低溫處理。5.根域亞低溫下GABA對抗氧化酶活性的影響:根域亞低溫下,超氧化物歧化酶(SOD)在亞低溫處理的中后期(48 h-6 d)受到抑制并顯著低于對照;過氧化物酶(POD)活性始終顯著低于對照;過氧化氫酶(CAT)活性48 h后顯著高于對照;抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性僅在0-48 h顯著高于對照。與亞低溫處理相比,外源GABA處理提高了 SOD和CAT活性,POD活性在處理的前期(12 h-48h)顯著下降,APX活性則是在4 d-6d顯著升高;VGB處理對SOD活性無明顯影響,抑制了 POD活性,在前期(12h-24h)顯著升高了 CAT活性,此后又使其活性顯著降低,使APX活性在12h后顯著下降。
【學位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S661.1

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本文編號：2574547