還原型谷胱甘肽對(duì)旱生植物檸條根系生長(zhǎng)的作用.pdf

1、干旱脅迫伴隨氧化脅迫會(huì)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(guó)重要的旱生植物，對(duì)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(zhǎng)情況，結(jié)果顯示5％PEG6000模擬干旱處理組和生長(zhǎng)素IAA處理組檸條主根均較對(duì)照組伸長(zhǎng)長(zhǎng);谷胱甘肽合成抑制劑BSO處理組檸條主根較對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)結(jié)果說明干旱脅迫下檸條主根生長(zhǎng)與體內(nèi)的氧化還原調(diào)控和生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸有關(guān)。
　　(2)利用激光共聚焦技術(shù)檢測(cè)不同處理檸條根系谷胱甘肽的分布，測(cè)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(duì)照組更集中在根尖處且含量更多，大約是對(duì)照組的1.4倍。BSO處理組谷胱甘肽熒光較對(duì)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(duì)

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(zhǎng)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(duì)照組，表現(xiàn)在細(xì)胞數(shù)目多于對(duì)照組，細(xì)胞大小也較對(duì)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(zhǎng)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(duì)照組，在蛋白水平表達(dá)高于對(duì)照組，同時(shí)谷胱甘肽化修飾程度也強(qiáng)于對(duì)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(duì)生長(zhǎng)素輸出載體PIN1蛋白的谷胱甘肽化修飾加重