低溫脅迫下冬小麥糖酵解代謝對(duì)外源SA的響應(yīng).pdf

1、在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中將會(huì)面臨各種各樣的脅迫，其中包括冷脅迫。糖酵解代謝途徑中糖類和丙酮酸的積聚可以提高植物在低溫下的生存能力，其中可溶性還原糖、蔗糖和果糖在調(diào)節(jié)植物細(xì)胞滲透性扮演著重要的角色。水楊酸(SA)，作為一種重要的信號(hào)分子，在植物響應(yīng)非生物脅迫過(guò)程中有關(guān)鍵的作用。本研究用1 mM的SA噴施自然生長(zhǎng)狀態(tài)下苗齡為三葉期的東農(nóng)冬麥1號(hào)(DN1)和濟(jì)麥22號(hào)(JM22)小麥的葉片，并于大田自然降溫至5、0、-10和-25℃時(shí)取樣，測(cè)定兩

2、種小麥不同溫度下葉片和根莖中主要的糖含量、丙酮酸含量、糖酵解代謝途徑中關(guān)鍵酶的活性及其基因的相對(duì)表達(dá)水平。本研究旨在明確外源SA處理對(duì)低溫脅迫下冬小麥糖酵解代謝的調(diào)控作用，有進(jìn)而揭示外源SA提高冬小麥抗寒性的機(jī)制，為應(yīng)用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑提高農(nóng)作物抗寒性生產(chǎn)實(shí)踐提供一定的理論基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)主要研究結(jié)果如下:
　　(1)外源SA處理促進(jìn)了兩種冬小麥葉片和根莖中可溶性還原糖、蔗糖、果糖和丙酮酸含量的積累，這種作用在根莖中尤為顯著。在零下低溫

3、時(shí)，與JM22小麥相比，DN1積累了更多的碳水化合物，有利于其安全越冬。
　　(2)外源SA處理顯著提高了DN1和JM22兩種冬小麥葉片和根莖糖酵解代謝途徑中的關(guān)鍵酶HxK（己糖激酶）、PFK（磷酸果糖激酶）的活性;外源SA處理，顯著提高了DN1葉片和根莖中PK（丙酮酸激酶）的活性，但在0℃以下低溫JM22小麥葉片和根莖中PK活性卻顯著降低。這說(shuō)明外源SA處理通過(guò)提高冬小麥糖酵解代謝途徑中關(guān)鍵酶的活性，從而積累更多的中間代謝產(chǎn)物，

4、并且產(chǎn)生足夠的能量來(lái)維持越冬期間的能量耗散，為冬小麥越冬提供一定的保障作用，這種作用在DN1小麥品種中更為突出。
　　(3)外源SA處理使DN1和JM22葉片和根莖中糖酵解代謝關(guān)鍵酶的相關(guān)基因:TaHxK（己糖激酶基因）和TaPFK（磷酸果糖激酶基因）顯著上調(diào)表達(dá)，這種影響在DN1小麥中尤為顯著;但TaPK基因表達(dá)水平在DN1小麥葉片和根莖中上調(diào)表達(dá)，在JM22小麥葉片和根莖中下調(diào)表達(dá)。說(shuō)明外源SA不僅在生理層面促進(jìn)了冬小麥糖酵解

5、代謝，也從分子層面證實(shí)外源SA能夠提高冬小麥糖酵解關(guān)鍵酶基因的表達(dá)水平，從而提高了冬小麥的抗低溫能力。
　　(4)相關(guān)性分析揭示，經(jīng)外源SA處理后，提高了DN1葉片和根莖中PFK活性與TaHxK、TaPFK、TaPK表達(dá)量間的相關(guān)性，其中大部分達(dá)到了極顯著相關(guān)水平;SA處理下，DN1小麥葉片中蔗糖含量與HxK、PFK、PK活性間顯著正相關(guān)。
　　綜上所述，外源SA處理，通過(guò)提高DN1小麥品種糖酵解代謝途徑中關(guān)鍵酶活及其基因的