鎘脅迫及缺硫?qū)λ痉堑鞍讕€基物質(zhì)含量和谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶活性的影響.pdf

1、我國農(nóng)田鎘(Cd)污染已對(duì)水稻(Oryza sativa L.)的安全生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅，培養(yǎng)耐Cd水稻品種以減少稻米中Cd的含量，緩解Cd污染帶來的食品安全風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。包括谷胱甘肽(GSH)和植物螯合肽(PC)在內(nèi)的非蛋白巰基(NPT)物質(zhì)在解除Cd毒害，減少Cd向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)的過程中發(fā)揮了重要作用。與GSH的代謝相關(guān)的酶類如谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)在植物抵抗Cd脅迫的過程中也發(fā)揮著重要作用。
　　 本文采用一系列的水

2、培試驗(yàn)，研究了Cd脅迫下，水稻幼苗各部位Cd含量和NPT含量以及GST活性的動(dòng)態(tài)變化，并通過缺硫(S)預(yù)處理來探討供S水平對(duì)水稻Cd吸收分配及NPT含量和GST活性的影響，此外，還利用SDS-PAGE電泳技術(shù)，對(duì)不同時(shí)期的水稻幼苗Cd脅迫下的GST蛋白量進(jìn)行了分析。主要研究結(jié)果如下：
　　 1 Cd脅迫下水稻體內(nèi)NPT和GST的動(dòng)態(tài)變化
　　 隨著50μmol·L-1的Cd脅迫時(shí)間的增加，水稻各部位的Cd含量不斷增加。C

3、d在不同部位的含量表現(xiàn)為：根部>根表吸附>地上部>木質(zhì)部汁液。積累量表現(xiàn)為：脅迫5d前根部>地上部，5d后地上部>根部。GSH含量隨脅迫時(shí)間的增加而增加，PC和NPT含量根部脅迫前期增加，在5d時(shí)達(dá)到最大，然后下降，地上部NPT和PC含量變化不大。GST活性表現(xiàn)為先增后降。地上部硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物(YBARS)含量隨脅迫時(shí)間而增加，根部表現(xiàn)為先降低，然后又增加。過氧化氫(H2O2)含量在Cd脅迫下先下降，在5d時(shí)含量最低，在7d又增加

4、至對(duì)照的水平。研究表明了巰基物質(zhì)在解除Cd毒害過程中發(fā)揮著重要的作用，但其有一定的限度，50μmol·L-1Cd脅迫下5d是水稻體內(nèi)巰基物質(zhì)解毒的最高限度。
　　 2缺S對(duì)Cd脅迫下水稻NPT和GST變化的影響
　　 通過設(shè)置缺S和Cd脅迫等處理，研究了水稻生長情況、幼苗Cd和巰基物質(zhì)含量以及GST活性的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明：Cd處理明顯抑制了水稻的生長，缺S預(yù)處理后，盡管水稻根部對(duì)Cd的吸收和向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)都有所增加，但

5、Cd脅迫程度并未明顯增加。Cd脅迫顯著誘導(dǎo)了巰基物質(zhì)(NPT、GSH和PC)的合成，但在缺S條件下，這些物質(zhì)的含量較正常供S處理下的明顯降低。缺S預(yù)處理降低了水稻地上部和根部GST活性，但在Cd脅迫后，GST活性表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，而且缺S條件下根部GST活性比單一Cd處理的顯著增加。上述結(jié)果表明，巰基物質(zhì)和GST在水稻抗Cd脅迫過程中互為補(bǔ)充，一定程度上減輕了Cd的毒性效應(yīng)。
　　 3 Cd脅迫下水稻GST蛋白的SDS-

6、PAGE分析
　　 通過對(duì)水稻三葉期和萌發(fā)期幼苗的GST進(jìn)行SDS-PAGE分析，研究了不同時(shí)期的水稻幼苗GST蛋白量的情況。結(jié)果表明：水稻三葉期根部和地上部的GST活性均表現(xiàn)為脅迫第1天下降，然后增加，在活性達(dá)到最大后又下降；而萌發(fā)期幼苗則表現(xiàn)為脅迫后GST活性增加，第2天時(shí)達(dá)最大，然后逐漸降低。萌發(fā)期幼苗的GST活性大于三葉期的。GST蛋白量與活性表現(xiàn)不完全一致：三葉期根部GST蛋白條帶第3天時(shí)最深，表現(xiàn)出活性滯后；地上部不