聚γ-谷氨酸緩解水稻干旱、高鹽和低溫脅迫的生理機制.pdf

1、聚γ-谷氨酸(簡稱γ-PGA)是由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的一種具有生物活性的大分子物質(zhì)。目前己發(fā)現(xiàn)其促進作物生長的應(yīng)用效果,但增強抗性及其機制未明。干旱、鹽害和低溫是農(nóng)作物生長和產(chǎn)量的主要非生物影響因素。本文通過溶液培養(yǎng)的方法,考察了外源γ-PGA對雜交水稻在干旱、高鹽、低溫脅迫下生長和生理的影響,探討了其在緩解幼苗3種逆境下的作用效果和生理機制。具體結(jié)果如下:
　　 1.水培條件下添加12.5％聚乙二醇-6000(PEG-6000)模

2、擬干旱脅迫,使用外源100、200 mg·L-1γ-PGA后,水稻幼苗的葉枯率降低,葉鮮重、干重和葉片活力明顯提高,添加γ-PGA處理的水稻幼苗的耐旱性強于對照組。γ-PGA處理的幼苗葉片中活性氧的累積量減少,脅迫間脯氨酸、游離氨基酸和可溶性總糖含量的增長幅度較對照分別提高1.32％～8.62％、2.29％～10.71％、13.01％～28.57％,差異達(dá)顯著水平(P<0.05),并且γ-PGA可明顯減緩干旱脅迫下鉀離子含量降低的速率。

3、
　　 2.在水培營養(yǎng)液中添加150 mmol·L-1 NaCl鹽脅迫,同時添加外源γ-PGA,研究其對水稻幼苗在鹽脅迫下產(chǎn)生的影響。發(fā)現(xiàn),鹽脅迫對水稻生長具有顯著抑制作用,而使用不同濃度的γ-PGA處理能顯著緩解這種抑制情況。選擇100 mg·L-1的γ-PGA做進一步研究,其緩解幼苗鹽脅迫傷害的生理效應(yīng)主要體現(xiàn)在以下3個方面:經(jīng)γ-PGA處理的水稻幼苗抗氧化酶活性得到了增強,由鹽脅迫引起的氧化傷害水平降低；水稻葉片中積累了較

4、少的Na+并保持著較低的鈉鉀比；幼苗能更快速的合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來緩解滲透勢的壓力。由此認(rèn)為,100 mg·L-1的外源γ-PGA通過緩解離子毒害和滲透調(diào)節(jié),降低過氧化傷害,增強了水稻鹽脅迫下的抗性。
　　 3.水稻種子萌發(fā)期(26～28℃)使用γ-PGA處理7 d,隨后將萌發(fā)7 d的水稻低溫(4～6℃)脅迫處理2 d(此時無γ-PGA)的方法,研究外源γ-PGA對水稻種子萌發(fā)及幼苗在低溫下生長和生理的影響。結(jié)果顯示:與無γ-PG

5、A處理的對照相比,100 mg·L-1外源γ-PGA處理7 d后的水稻根、芽鮮重和干重有不同程度提高,且物質(zhì)轉(zhuǎn)運率提高了31.81％,總淀粉酶活性提高了16.33％。在隨后的低溫中,經(jīng)γ-PGA處理后的水稻表現(xiàn)出更強的抗逆性,具體表現(xiàn)在:地上部和地下部重量的丟失得到緩解,存活率更高；根尖中積累較少的活性氧,保持了較高的根系活力。表明γ-PGA能提高種子萌發(fā)活性,使幼苗更健壯,增強幼苗抗低溫能力。綜上,外源γ-PGA對緩解水稻干旱、鹽害和