SO2對擬南芥干旱生理的影響及NR途徑的調節(jié)作用.pdf

1、二氧化硫(SO2)是一種常見的空氣污染物，過去人們主要集中于其毒性機理的研究。然而近期研究發(fā)現，SO2在植物響應病原菌侵染、鎘、鋁等多種脅迫的過程中發(fā)揮了一定的作用。本文選取野生型和硝酸還原酶(NR)缺失突變體nia1nia2擬南芥為實驗材料，研究SO2預暴露對干旱脅迫期間擬南芥植株生長狀況、氧化還原系統(tǒng)、滲透調節(jié)物質含量、相關基因表達水平的影響，并分析NR介導的NO合成在SO2對擬南芥干旱適應性的調整過程中可能發(fā)揮的作用。主要研究結果

2、如下:
　　1.SO2預暴露通過調節(jié)干旱期間擬南芥相關生理指標的變化進而增強其干旱適應性。
　　(1)隨著干旱脅迫時間的延長，野生型和突變體擬南芥植株萎蔫程度加劇，葉片相對含水量減少;SO2預暴露減輕了干旱引發(fā)的植株萎蔫并減緩了干旱期間葉片相對含水量的降低，增強了擬南芥的干旱適應性，但SO2預處理對干旱期間野生型和突變體擬南芥的影響程度不同。
　　(2)干早期間兩種擬南芥中H2O2和MDA含量顯著升高，SOD、POD、

3、GPX、GST活性顯著提高、GSH含量顯著增加;SO2預暴露進一步誘導了干旱期間擬南芥SOD、POD、GPX活性的提高、促進了GSH含量的升高、阻止了干旱期間H2O2和MDA含量的升高;與突變體相比，SO2預暴露能更有效地提高干旱期間野生型SOD、POD、GPX活性及GSH含量，并更有效地降低野生型中H2O2及MDA的含量。表明SO2預暴露能誘導干旱期間擬南芥抗氧化能力的提升，從而緩解干旱引發(fā)的氧化損傷，且NR途徑可能參與SO2對干旱期

4、間擬南芥氧化還原系統(tǒng)的調節(jié)。
　　(3)干旱期間兩種擬南芥中脯氨酸和可溶性糖含量逐漸增加;SO2預暴露進一步促進了干旱脅迫下野生型擬南芥中脯氨酸的積累，但對突變體無顯著促進作用;SO2預暴露還可顯著提高干旱脅迫下兩種擬南芥中的可溶性糖含量，且提高幅度相近。表明NR途徑可能參與SO2預暴露提高干旱期間擬南芥脯氨酸含量的過程。
　　2.SO2預暴露通過調節(jié)干旱期間擬南芥相關基因的表達進而增強其干旱適應性。
　　(1)干旱條

5、件下兩種擬南芥中DREB2A、DREB2B、CBF4及其下游基因RD29A均顯著上調表達，并且隨著干旱時間的延長表達量逐漸升高;SO2預暴露顯著提高了非干旱條件下野生型擬南芥中DREB2A、DREB2B、CBF4及RD29A的表達量并且進一步提高了干旱條件下野生型中DREB2A、DREB2B及RD29A的表達量;SO2亦能提高非干旱條件下突變體擬南芥中DREB2A及RD29A的表達量，并顯著提高干旱5d時突變體中DREB2B的表達量，但

6、提高幅度小于野生型。表明NR途徑可能參與SO2預暴露誘導干旱條件下擬南芥干旱響應基因轉錄上調的過程。
　　(2)干旱期間兩種擬南芥中MIR398a轉錄水平顯著降低，而其靶基因CSD1、CSD2上調表達;SO2預暴露可誘導非干旱條件下兩種擬南芥中MIR398a表達量降低，并進一步促進干旱條件下野生型中MIR398a表達量的降低及CSD1、CSD2表達量的升高，而對干旱條件下突變體中MIR398a和CSD2的表達水平無明顯影響。表明N

7、R途徑可能參與調節(jié)SO2預暴露對干旱條件下擬南芥MIR398a及其靶基因轉錄的影響。
　　3.SO2預暴露后干旱條件下野生型擬南芥中NOS活性和突變體相近，而由于突變體中NR途徑的缺失間接表明SO2預暴露后干旱條件下野生型中NO含量高于突變體;SO2預暴露后再用外源NO供體SNP處理擬南芥可進一步提高其干旱適應性。
　　研究結果表明，SO2預暴露能不同程度地促進干旱期間兩種擬南芥抗氧化能力的提升、滲透調節(jié)物質的積累、干旱響應