低溫脅迫下ABA誘導(dǎo)冬小麥抗氧化防護(hù)系統(tǒng)的研究.pdf

1、東農(nóng)冬麥1號(hào)是首例能在黑龍江省高寒地區(qū)越冬的強(qiáng)抗寒冬小麥品種，可耐-30℃低溫，其返青率可達(dá)85％以上，為我國北方冬季生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供了保證。低溫對(duì)植物的傷害之一是由氧化脅迫造成的，而增強(qiáng)抗氧化防護(hù)系統(tǒng)是植物適應(yīng)低溫逆境的重要機(jī)制。因此，植物的抗寒性與抗氧化能力密切相關(guān)。而且隨著外源脫落酸(ABA)對(duì)植物抗寒性和抗氧化性影響的深入研究，探究低溫下ABA誘導(dǎo)東農(nóng)冬麥1號(hào)抗氧化防護(hù)系統(tǒng)的機(jī)制，對(duì)于進(jìn)一步探索東農(nóng)冬麥1號(hào)的強(qiáng)抗寒機(jī)制，獲得更多

2、、更適宜的優(yōu)質(zhì)抗寒新材料，具有重要的理論意義和較大的應(yīng)用前景。本試驗(yàn)以東農(nóng)冬麥1號(hào)葉片和分蘗節(jié)為試驗(yàn)材料，外源施用ABA及其抑制劑鎢酸鈉，檢測植株幼苗期至返青前期過程中抗氧化物質(zhì)含量，包括還原型抗壞血酸(AsA)、總抗壞血酸(總AsA)、還原型谷胱甘肽(GSH)、總谷胱甘肽(總GSH)以及AsA/DHA和GSH/GSSG；抗氧化酶的活性，包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)及ASA-GSH循環(huán)中關(guān)鍵酶

3、：谷胱甘肽還原酶(GR)、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)；并利用Real-timePCR實(shí)時(shí)檢測各取樣溫度下編碼ASA-GSH循環(huán)中關(guān)鍵酶基因的表達(dá)水平，來明確低溫下ABA對(duì)冬小麥抗氧化防護(hù)系統(tǒng)生理及分子機(jī)制的影響，從而揭示其強(qiáng)抗寒和抗氧化機(jī)制，并為其提供新的研究方向。本研究的結(jié)果如下：
　　 ⑴低溫脅迫下，冬小麥體內(nèi)相對(duì)電導(dǎo)率和H2O2含量呈上升趨勢(shì)。適宜的AB

4、A顯著抑制低溫引起的細(xì)胞間過氧化傷害，葉片噴施ABA較根際澆灌處理效果更為明顯，使用ABA抑制劑鎢酸鈉恢復(fù)了植株體內(nèi)過氧化傷害程度。其中，冬小麥葉片中活性氧水平整體高于分蘗節(jié)。
　　 ⑵低溫脅迫下，施用適宜的ABA誘導(dǎo)冬小麥體內(nèi)抗氧化物質(zhì)含量和抗氧化酶活性的增加，其中GSH、AsA、總AsA、總GSH含量均呈先增大后減小的趨勢(shì)，分蘗節(jié)中含量決大多數(shù)最高值出現(xiàn)在2010.12.22(-20℃)，而葉片中的最高含量出現(xiàn)在2010.1

5、1.30(-10℃)或2010.12.22(-20℃)，分蘗節(jié)較葉片積累抗氧化物質(zhì)時(shí)間略長。ABA處理可顯著增加SOD、CAT、POD的活性，而冷脅迫后期(-20℃以下)，低濃度的ABA會(huì)降低抗氧化物酶的活性，使其低于清水對(duì)照樣品中的活性。隨著溫度的降低，AsA/DHA和GSH/GSSG的變化趨勢(shì)相似，與清水對(duì)照相比，鎢酸鈉可以導(dǎo)致AsA/DHA和GSH/GSSG比值降低，外源施加ABA則可逆轉(zhuǎn)鎢酸鈉效應(yīng)。
　　 ⑶低溫脅迫下，

6、使用葉片噴施10-5mol/L，ABA顯著增加AsA-GSH循環(huán)中關(guān)鍵酶APX、GR、DHAR、MDHAR的活性和基因表達(dá)水平，均隨溫度的降低呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)。葉片中APX和DHAR在2010.11.30(-10℃)達(dá)到峰值之后有所降低，GR和MDHAR在2010.12.22(-20℃)出現(xiàn)最大值之后略微下降；分蘗節(jié)GR和DHAR在2010.11.30(-10℃)達(dá)到最大值，而APX和MDHAR卻出現(xiàn)在2010.12.22(-

7、20℃)，調(diào)控較晚。由葉片和分蘗節(jié)中關(guān)鍵酶基因的AEL及基因表達(dá)量的相關(guān)性分析可知，TaGR、TaAPX、TaDHAR的表達(dá)量無論在葉片中還是在分蘗節(jié)中具有一定的差距。而且TaAPX和TaMDHAR、TaGR和TaDHAR表達(dá)水平有較高的相關(guān)程度，說明它們的調(diào)控具有一致性。
　　 ⑷低溫脅迫下，采用植物生理學(xué)和分子生物技術(shù)相結(jié)合的方法，相互印證地說明了：低溫脅迫下ABA參與調(diào)控冬小麥葉片和分蘗節(jié)中AsA-GSH循環(huán)關(guān)鍵酶的活性并