還原型谷胱甘肽對旱生植物檸條根系生長的作用.pdf

1、干旱脅迫伴隨氧化脅迫會產(chǎn)生大量活性氧，破壞植物體內(nèi)的氧化還原平衡，從而影響植物體正常的生命活動(dòng)。谷胱甘肽作為主要定位在根尖分生組織的重要抗氧化小分子物質(zhì)，在植物根系抵御干旱脅迫過程中發(fā)揮重要的作用，然而谷胱甘肽如何調(diào)控植物根系適應(yīng)干旱的研究還比較少。檸條錦雞兒多分布在西北干旱半干旱地區(qū)，是我國重要的旱生植物，對干旱等惡劣環(huán)境有較強(qiáng)的耐受能力，其干旱耐受能力強(qiáng)主要是源于其在水分虧缺環(huán)境下能形成發(fā)達(dá)的根系，從而延伸至地下深處吸收水分。但目前

2、關(guān)于檸條在干旱環(huán)境下形成發(fā)達(dá)根系的機(jī)制研究還不清楚。該研究用PEG6000模擬室內(nèi)干旱，從形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理指標(biāo)、基因表達(dá)以及蛋白表達(dá)水平分析檸條在干旱脅迫下形成發(fā)達(dá)根系的機(jī)制。主要結(jié)果包括:
　　(1)分析不同處理?xiàng)l件下檸條主根生長情況，結(jié)果顯示5％PEG6000模擬干旱處理組和生長素IAA處理組檸條主根均較對照組伸長長;谷胱甘肽合成抑制劑BSO處理組檸條主根較對照組短，這種抑制作用能通過外施強(qiáng)還原劑DTT補(bǔ)充;生長素運(yùn)輸抑制劑NP

3、A處理組檸條主根表型與BSO處理組一致。以上檸條主根生長結(jié)果說明干旱脅迫下檸條主根生長與體內(nèi)的氧化還原調(diào)控和生長素極性運(yùn)輸有關(guān)。
　　(2)利用激光共聚焦技術(shù)檢測不同處理檸條根系谷胱甘肽的分布，測定不同處理檸條根系的谷胱甘肽含量和谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶的活性，結(jié)果表明干旱處理組谷胱甘肽熒光較對照組更集中在根尖處且含量更多，大約是對照組的1.4倍。BSO處理組谷胱甘肽熒光較對照組更散亂分布且含量較少。干旱處理組的谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶活性也較對

4、照組明顯升高。以上結(jié)果說明干旱脅迫下檸條根系生長與谷胱甘肽的調(diào)控有關(guān)。
　　(3)利用石蠟切片研究不同處理檸條根尖細(xì)胞分裂增殖活力，結(jié)果表明干旱處理組根尖分生組織的細(xì)胞分裂增殖能力強(qiáng)于對照組，表現(xiàn)在細(xì)胞數(shù)目多于對照組，細(xì)胞大小也較對照組大。上述結(jié)果說明干旱脅迫下谷胱甘肽通過影響檸條根尖分生組織細(xì)胞分裂增殖活力調(diào)控發(fā)達(dá)根系的形成。
　　(4)利用qRT-PCR和Western-blotting表達(dá)分析研究不同處理組檸條葉片和根

5、尖的生長素極性輸出載體PIN1蛋白在基因水平和蛋白水平的表達(dá)情況及PIN1蛋白的谷胱甘肽化修飾情況，結(jié)果表明干旱處理組檸條根尖PIN1蛋白在基因水平表達(dá)低于對照組，在蛋白水平表達(dá)高于對照組，同時(shí)谷胱甘肽化修飾程度也強(qiáng)于對照組。以上結(jié)果說明，干旱脅迫下PIN1蛋白的谷胱甘肽化修飾積累，避免了被泛素化降解，從而加強(qiáng)蛋白水平的表達(dá)。
　　綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論:干旱脅迫下檸條根系谷胱甘肽對生長素輸出載體PIN1蛋白的谷胱甘肽化修飾加重