外源亞精胺提高黃瓜幼苗Ca(NO3)2脅迫耐性的蛋白質組和生理機制研究.pdf

1、由于設施栽培中過量施肥等不合理的栽培措施，導致設施土壤次生鹽漬化現象日趨突出，嚴重影響我國設施園藝的可持續(xù)發(fā)展。設施次生鹽漬化的土壤中，Ca2+約占陽離子總量的60％以上，陰離子則以NO3-為主，約占陰離子總量的67-76％。因此，Ca(NO3)2的積累是設施土壤次生鹽漬化的主導因子。多胺是一類普遍存在于活性生物體中的有機聚陽離子，廣泛參與植物的非生物脅迫響應。外源施加多胺是提高作物抗逆性的一種簡單而有效的方法，其中Spd與作物抗逆性關

2、系最為密切。黃瓜（CucumissatiusL.）是重要的設施蔬菜作物，其根系對鹽逆境非常敏感。本研究以鹽敏感型黃瓜品種‘津優(yōu)4號’為試驗材料，采用營養(yǎng)液栽培，通過葉面噴施1 mM亞精胺(Spd)，探討80 mM Ca(NO3)2脅迫下外源Spd提高黃瓜幼苗耐鹽性的蛋白質組及相關生理機制。主要結果如下:
　　1.外源Spd顯著緩解了Ca(NO3)2脅迫對黃瓜幼苗植株生長的抑制。2-DE雙向電泳結合MALDI-TOF/TOF-MS質

3、譜技術，分離鑒定得到71個差異蛋白點響應Ca(NO3)2脅迫或外源Spd，這些蛋白主要涉及蛋白代謝、碳和能量代謝、ROS平衡和脅迫防御、細胞壁相關、轉錄以及其他功能;其中大多數蛋白與蛋白代謝、碳和能量代謝以及ROS平衡和脅迫防御有關，且大部分被Spd上調。通過蛋白互作網絡分析得到的13個關鍵蛋白參與調控蛋白代謝、碳和能量代謝以及ROS平衡和脅迫防御過程，暗示了這三大功能在Spd提高Ca(NO3)2脅迫耐性中的重要作用。
　　2.C

4、a(NO3)2脅迫下，黃瓜幼苗凈光合速率(PN)下降主要由于氣孔限制。外源Spd處理顯著增加Ca(NO3)2脅迫下黃瓜幼苗葉片光合色素含量，提高胞間CO2(Ci)濃度和氣孔導度(Gs)，促進幼苗了凈光合速率。Ca(NO3)2脅迫下，外源Spd顯著提高黃瓜幼苗葉片PSⅡ中心的光能利用率和電子傳遞(qP和ΦPSⅡ)，增強保護性熱耗散(qN)，緩解了Ca(NO3)2脅迫對幼苗葉片造成的不可逆光抑制(Fv/Fm)。
　　3.Ca(NO3)

5、2脅迫下，外源Spd顯著提高抗氧化酶（超氧化物歧化酶，SOD;過氧化物酶，POD;過氧化氫酶，CAT;抗壞血酸過氧化物酶，APX;谷胱甘肽還原酶，GR;單脫氫抗壞血酸還原酶，MDHAR;脫氫抗壞血酸還原酶，DHAR)的活性和非酶抗氧化劑(抗壞血酸，AsA;谷胱甘肽，GSH)的含量，降低ROS(H2O2和O2·-)和丙二醛的積累，從而緩解Ca(NO3)2脅迫對黃瓜幼苗造成的氧化傷害，避免脂質過氧化。
　　4.Ca(NO3)2脅迫下，

6、外源Spd顯著提高黃瓜幼苗根系硝酸還原酶(NR)、亞硝酸還原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)和谷氨酸脫氫酶(GDH)的活性，降低NO3-和NH4+的含量;Spd顯著增加可溶性碳水化合物（包括蔗糖、果糖和葡萄糖）的積累，緩解了高濃度Ca(NO3)2造成的滲透脅迫，進一步保護了氮代謝相關酶的活性，促進NO3-和NH4+同化合成氨基酸和可溶性蛋白;添加外源Spd后，黃瓜根系中的總C含量和C/N比值較脅迫條件顯著增

7、加，說明外源Spd能夠有效的促進NO3-轉化成氨基酸，提高C同化物的積累，維持Ca(NO3)2脅迫下黃瓜幼苗的C-N平衡。
　　5.Ca(NO3)2脅迫下，外源Spd誘導多胺合成基因(SAMDC、ADC和SPMS)、生長素合成基因（TAR、YUCCA和NIT）、生長素極性運輸基因(AUX和PIN)和乙烯合成基因(SAMS和ACS)的表達，抑制脫落酸合成基因(ZEP、NCED和AAO)的表達，從而增強游離態(tài)腐胺(Put)、游離態(tài)亞精