干旱脅迫對幼苗期甜菜脯氨酸(Pro)代謝通路的影響.pdf

1、甜菜是世界上重要的糖料作物，目前在甜菜生產(chǎn)中，干旱已成為制約其產(chǎn)量和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素，降低甜菜對水分缺乏的敏感性和提高其抗旱性已成為甜菜生產(chǎn)亟待解決的難題。培育耐旱性甜菜可以促進(jìn)甜菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是苗期抗旱性的增強(qiáng)有利于甜菜保苗以及幼苗的正常生長。深入挖掘與甜菜抗旱相關(guān)的酶和基因，研究甜菜的抗旱機(jī)制對于甜菜抗旱育種具有重要的意義。甜菜在受到干旱脅迫時，體內(nèi)會在短時間內(nèi)合成一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來適應(yīng)干旱環(huán)境，在這些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)中，以脯氨酸

2、分布最為廣泛。對于干旱脅迫下幼苗期甜菜脯氨酸代謝累積機(jī)制進(jìn)行研究，有助于甜菜苗期的抗旱及生長。本論文選取三種抗旱性不同的甜菜W6-1，CL-6，DY-5，對其2對和3對真葉幼苗進(jìn)行模擬干旱處理，從生理指標(biāo)和分子生物學(xué)角度研究了脯氨酸含量變化、與脯氨酸代謝相關(guān)酶含量變化及相關(guān)基因表達(dá)量的變化，探究了干旱脅迫對幼苗期甜菜脯氨酸(Pro)代謝通路的影響，取得了如下研究成果：
　　1．采用15％PEG-6000對甜菜幼苗進(jìn)行不同時間模擬干

3、旱處理，測定各處理樣品（共計30份樣品）脯氨酸含量及其代謝相關(guān)酶活性變化，結(jié)果表明：不同材料、不同生育時期脯氨酸的積累、P5CR、P5CS酶活性與干旱脅迫之間均表現(xiàn)為時間依賴關(guān)系，呈正相關(guān)，各材料之間存在明顯的差異，抗旱性強(qiáng)的品種脯氨酸含量高于同期干旱敏感型品種；ProDH是脯氨酸分解代謝酶，其酶活性呈負(fù)相關(guān)比較干旱脅迫后，不同抗旱性甜菜同時期和同一甜菜不同時期的脯氨酸含量、P5CR酶活性、P5CS酶活性，表明這三個生理指標(biāo)可以作為分析

4、和篩選甜菜抗旱品種的參考指標(biāo)。
　　2．從生理指標(biāo)角度分析了干旱脅迫后，不同類型甜菜品種幼葉脯氨酸含量和代謝相關(guān)酶活變化的相關(guān)性，結(jié)果隨著脅迫時間的延長，脯氨酸的積累與P5CR酶、P5CS酶活性呈正相關(guān)關(guān)系，P5CR酶、P5CS酶是脯氨酸累積的關(guān)鍵酶，其中P5CS酶是脯氨酸合成的限速酶。
　　3．采用熒光定量PCR技術(shù)對不同處理的30份樣品（含對照）檢測脯氨酸代謝相關(guān)酶基因表達(dá)量變化，結(jié)果表明：δ-OAT基因表達(dá)量無明顯變化

5、，P5CR基因，P5CS基因表達(dá)量均上調(diào)，而ProDH基因表達(dá)量出下調(diào)，說明隨著脅迫時間的延長脯氨酸的積累是通過激活合成代謝途徑實現(xiàn)的。
　　4．綜合分析干旱脅迫對甜菜幼苗脯氨酸代謝通路的影響，結(jié)果表明：隨著脅迫時間的延長，脯氨酸的積累是通過激活以P5CR酶、P5CS酶為主的脯氨酸合成代謝途徑及抑制ProDH酶為主的脯氨酸分解代謝途徑實現(xiàn)的，P5CR酶、P5CS酶和ProDH酶是脯氨酸累積的關(guān)鍵酶，其中P5CS酶與是脯氨酸合成最為