外源乙酸对水稻幼苗根系干旱胁迫的缓解效应
发布时间：2022-02-20 17:32
本实验对培养至一叶一心期的水稻（Oryza sativa）幼苗进行干旱胁迫处理,通过对比不同处理间的过氧化指标、抗氧化酶活性和抗氧化酶基因表达,探索外源乙酸（HAc）对干旱条件下水稻幼苗抗氧化系统的调节作用。结果发现,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）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性及对应编码基因表达水平,同时显著降低了膜透性、丙二醛（MDA）含量以及超氧阴离子（O2ˉ）和过氧化氢（H2O2）等的含量。结果表明,外源HAc可以通过上调抗氧化酶编码基因表达水平调节抗氧化酶活性,缓解干旱胁迫对水稻幼苗造成的损伤,提高其抗旱性。
【文章来源】：植物生理学报. 2020,56(02)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
不同处理下水稻幼苗根部ROS含量和质膜透性的变化
如图4-C所示,各处理间水稻幼苗根部CAT活性的变化趋势与SOD活性的变化趋势一致,均随着时间的变化呈现上升趋势,且上升幅度有所不同。处理1 d时,各处理间未出现显著差异;而处理3和5 d时,各处理间均出现显著差异。在处理3和5d时,干旱胁迫下的CAT活性分别比对照低35.8%和41.09%,而加入外源HAc后,其CAT活性分别比单独干旱处理的增加了30.75%和21.28%,仅比对照的降低了16.06%和28.56%。可见,外源HAc可有效增加干旱处理下水稻幼苗根部CAT的活性。如图4-D所示,与POD活性类似,各处理的水稻幼苗根部APX活性均随着处理时间的增加而有所加强,且各处理间的酶活在各时间段均存在显著差异。在处理1、3和5 d时,干旱胁迫下的APX活性分别比对照的降低了38.52%、30.39%和28.64%;而加入外源HAc后,其APX活性则分别比单独干旱处理的提高了41.19%、23.13%和21.53%,与对照相比,则仅分别降低了13.2%、14.29%和13.28%。说明,外源HAc可通过增加干旱胁迫下水稻幼苗根部的APX活性,提高水稻幼苗在干旱条件下的抗氧化能力。
总之,外源HAc可提高干旱胁迫下水稻幼苗根部抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX编码基因表达水平及其活性,清除多余的ROS,以缓解ROS失衡的状态,从而减轻干旱造成的膜质过氧化程度,维持细胞膜的完整性,提升水稻幼苗抵御干旱环境的能力,促进其正常生长。因此,外源HAc在植物抵御逆境胁迫方面确实发挥着重要的作用。通过本实验研究再结合Kim等(2017)的研究结果,我们推测外源HAc可能通过诱导JA生物合成酶基因的表达启动JA信号通路,从而提高植物的抗旱性。关于这一猜测,我们将在下一步进行深入的研究及探讨。
【参考文献】：
期刊论文
[1]内源H2O2对水稻种子萌发的影响[J]. 肖羽,冯红玉,陈惠萍. 热带作物学报. 2019(02)
[2]拟南芥dmard abf3突变体对ABA的敏感性和耐旱性能[J]. 黄淑颜,冯锦欣,陈家逸,盘诗雨,张裕敏,陈健璞,李玲,李晓云. 植物生理学报. 2018(03)
[3]植物干旱响应生理对策研究进展[J]. 赵璞,李梦,及增发,贾银锁,马春红. 中国农学通报. 2016(15)
[4]低温胁迫对枇杷幼果抗氧化酶系统和组织结构的影响[J]. 杨伟,龚荣高,廖明安,汪志辉,梁国鲁. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
[5]水稻叶绿体抗坏血酸过氧化物酶在干旱和高盐胁迫中的作用[J]. 方涛,董艳苹,李亚楠,陈德富,陈喜文. 植物生理学报. 2015(12)
[6]耐热耐旱性不同水稻品种的农艺和生理性状[J]. 段骅,苏京平,傅亮,剧成欣,刘立军,杨建昌. 植物生理学报. 2015(10)
[7]胡萝卜抗坏血酸过氧化物酶基因的分离及其对非生物胁迫的响应[J]. 张馨月,王广龙,黄蔚,王枫,倪桢燚,熊爱生. 南京农业大学学报. 2016(01)
[8]高温对水稻开花期剑叶抗氧化酶活性及基因表达的影响[J]. 王艳,高鹏,黄敏,陈浩,杨志荣,孙群. 植物科学学报. 2015(03)
[9]外源NO处理对韭菜抗氧化酶活性的影响[J]. 周春丽,苏虎,李玉萍,范鸿冰,吕玲琴,钟贤武,林彤. 安徽农业科学. 2011(36)
[10]不同干旱程度下外源茉莉酸甲酯对水稻抗旱性的影响[J]. 董桃杏,邵玉娇,邵翠翠. 湖北第二师范学院学报. 2010(02)
博士论文
[1]水分胁迫下外源NO对苜蓿种子萌发和幼苗抗旱生理的影响[D]. 蔡卓山.甘肃农业大学 2013
硕士论文
[1]双酚A对玉米和水稻幼苗生理生化影响研究[D]. 许艳梅.黑龙江八一农垦大学 2016
[2]茉莉酸和赤霉素在水稻幼苗响应镉毒害中的调控作用[D]. 邵君伟.华中农业大学 2015
[3]镉锌互作下H2O2对水稻根系生长发育的影响[D]. 韩明明.山东理工大学 2011
本文编号：3635513
【文章来源】：植物生理学报. 2020,56(02)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
不同处理下水稻幼苗根部ROS含量和质膜透性的变化
如图4-C所示,各处理间水稻幼苗根部CAT活性的变化趋势与SOD活性的变化趋势一致,均随着时间的变化呈现上升趋势,且上升幅度有所不同。处理1 d时,各处理间未出现显著差异;而处理3和5 d时,各处理间均出现显著差异。在处理3和5d时,干旱胁迫下的CAT活性分别比对照低35.8%和41.09%,而加入外源HAc后,其CAT活性分别比单独干旱处理的增加了30.75%和21.28%,仅比对照的降低了16.06%和28.56%。可见,外源HAc可有效增加干旱处理下水稻幼苗根部CAT的活性。如图4-D所示,与POD活性类似,各处理的水稻幼苗根部APX活性均随着处理时间的增加而有所加强,且各处理间的酶活在各时间段均存在显著差异。在处理1、3和5 d时,干旱胁迫下的APX活性分别比对照的降低了38.52%、30.39%和28.64%;而加入外源HAc后,其APX活性则分别比单独干旱处理的提高了41.19%、23.13%和21.53%,与对照相比,则仅分别降低了13.2%、14.29%和13.28%。说明,外源HAc可通过增加干旱胁迫下水稻幼苗根部的APX活性,提高水稻幼苗在干旱条件下的抗氧化能力。
总之,外源HAc可提高干旱胁迫下水稻幼苗根部抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX编码基因表达水平及其活性,清除多余的ROS,以缓解ROS失衡的状态,从而减轻干旱造成的膜质过氧化程度,维持细胞膜的完整性,提升水稻幼苗抵御干旱环境的能力,促进其正常生长。因此,外源HAc在植物抵御逆境胁迫方面确实发挥着重要的作用。通过本实验研究再结合Kim等(2017)的研究结果,我们推测外源HAc可能通过诱导JA生物合成酶基因的表达启动JA信号通路,从而提高植物的抗旱性。关于这一猜测,我们将在下一步进行深入的研究及探讨。
【参考文献】：
期刊论文
[1]内源H2O2对水稻种子萌发的影响[J]. 肖羽,冯红玉,陈惠萍. 热带作物学报. 2019(02)
[2]拟南芥dmard abf3突变体对ABA的敏感性和耐旱性能[J]. 黄淑颜,冯锦欣,陈家逸,盘诗雨,张裕敏,陈健璞,李玲,李晓云. 植物生理学报. 2018(03)
[3]植物干旱响应生理对策研究进展[J]. 赵璞,李梦,及增发,贾银锁,马春红. 中国农学通报. 2016(15)
[4]低温胁迫对枇杷幼果抗氧化酶系统和组织结构的影响[J]. 杨伟,龚荣高,廖明安,汪志辉,梁国鲁. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
[5]水稻叶绿体抗坏血酸过氧化物酶在干旱和高盐胁迫中的作用[J]. 方涛,董艳苹,李亚楠,陈德富,陈喜文. 植物生理学报. 2015(12)
[6]耐热耐旱性不同水稻品种的农艺和生理性状[J]. 段骅,苏京平,傅亮,剧成欣,刘立军,杨建昌. 植物生理学报. 2015(10)
[7]胡萝卜抗坏血酸过氧化物酶基因的分离及其对非生物胁迫的响应[J]. 张馨月,王广龙,黄蔚,王枫,倪桢燚,熊爱生. 南京农业大学学报. 2016(01)
[8]高温对水稻开花期剑叶抗氧化酶活性及基因表达的影响[J]. 王艳,高鹏,黄敏,陈浩,杨志荣,孙群. 植物科学学报. 2015(03)
[9]外源NO处理对韭菜抗氧化酶活性的影响[J]. 周春丽,苏虎,李玉萍,范鸿冰,吕玲琴,钟贤武,林彤. 安徽农业科学. 2011(36)
[10]不同干旱程度下外源茉莉酸甲酯对水稻抗旱性的影响[J]. 董桃杏,邵玉娇,邵翠翠. 湖北第二师范学院学报. 2010(02)
博士论文
[1]水分胁迫下外源NO对苜蓿种子萌发和幼苗抗旱生理的影响[D]. 蔡卓山.甘肃农业大学 2013
硕士论文
[1]双酚A对玉米和水稻幼苗生理生化影响研究[D]. 许艳梅.黑龙江八一农垦大学 2016
[2]茉莉酸和赤霉素在水稻幼苗响应镉毒害中的调控作用[D]. 邵君伟.华中农业大学 2015
[3]镉锌互作下H2O2对水稻根系生长发育的影响[D]. 韩明明.山东理工大学 2011
本文编号：3635513
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