葡萄糖-6-磷酸脫氫酶在大豆幼苗干旱適應(yīng)性中的調(diào)節(jié)作用研究.pdf

1、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PDH)是磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵性限速酶，為生物合成提供還原力NADPH以及調(diào)節(jié)生物體內(nèi)的氧化還原狀態(tài)，參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)和環(huán)境脅迫的響應(yīng)。然而，對(duì)于干旱脅迫下G6PDH的應(yīng)答機(jī)制及其調(diào)節(jié)作用有待進(jìn)一步研究。本論文以聚乙二醇(PEG)模擬干旱脅迫，主要探討了干旱脅迫下大豆幼苗根中G6PDH活性變化模式，G6PDH活性的信號(hào)調(diào)節(jié)機(jī)制以及G6PDH在干旱適應(yīng)性中的調(diào)節(jié)作用。主要獲得了以下結(jié)果:
　　隨著PE

2、G濃度增大，相對(duì)含水量逐漸降低，相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量顯著升高，活性氧(O2-·和H2O2)呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì);滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸和可溶性糖迅速積累，抗氧化酶(SOD、POD、APX和CAT)活性均表現(xiàn)出先增后降的變化趨勢(shì)。15％PEG處理時(shí)，植株表現(xiàn)出嚴(yán)重萎蔫，當(dāng)PEG濃度達(dá)到20％時(shí)能導(dǎo)致植株死亡，表明該品種大豆對(duì)干旱的耐受性為PEG處理濃度小于20％。
　　干旱脅迫處理增加了總G6PDH活性和胞質(zhì)G6PDH活性，而對(duì)質(zhì)體

3、G6PDH活性無(wú)顯著影響。隨著PEG濃度增加，總G6PDH活性和胞質(zhì)G6PDH活性先升后降，在10％PEG處理時(shí)活性達(dá)到最高;10％PEG處理下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，總G6PDH活性和胞質(zhì)G6PDH活性呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì)，且在處理24h時(shí)活性達(dá)到最大。
　　干旱脅迫引發(fā)了ABA和H2O2的迅速產(chǎn)生，且二者表現(xiàn)出與G6PDH活性變化類似的趨勢(shì)。外源ABA和H2O2處理均增加了總G6PDH活性和胞質(zhì)G6PDH活性，而Na2WO4（A

4、BA生物合成抑制劑）和KI（H2O2清除劑）處理則顯著地降低了ABA和H2O2含量以及總G6PDH活性和胞質(zhì)G6PDH活性，表明ABA和H2O2對(duì)干旱誘導(dǎo)的G6PDH活性起正調(diào)作用;此外，干旱脅迫下DPI（質(zhì)膜NADPH氧化酶抑制劑）處理表現(xiàn)出與KI一樣的作用效果，顯著抑制了H2O2的產(chǎn)生以及總G6PDH活性和胞質(zhì)G6PDH活性，表明干旱誘導(dǎo)的H2O2產(chǎn)生來(lái)源于質(zhì)膜NADPH氧化酶介導(dǎo)的途徑。進(jìn)一步研究結(jié)果顯示，干旱脅迫下ABA通過激活

5、質(zhì)膜NADPH氧化酶活性誘導(dǎo)了H2O2的產(chǎn)生。干旱脅迫下外源SNP(NO供體)處理抑制了總G6PDH活性和胞質(zhì)G6PDH活性，而L-NNA(NO生物合成抑制劑)處理則抑制了NO產(chǎn)生以及增加了總G6PDH活性和胞質(zhì)G6PDH活性，表明NO對(duì)干旱誘導(dǎo)的G6PDH活性起負(fù)調(diào)作用。
　　干旱脅迫增加了還原型谷胱甘肽(GSH)和抗壞血酸(ASA)的含量以及GSH/GSSG和ASA/DHA比值，而添加GN6P(G6PDH抑制劑)處理則顯著抑制

6、了干旱脅迫的這種作用效果;此外，干旱處理也明顯誘導(dǎo)了ASA-GSH循環(huán)中關(guān)鍵酶(GR、GPX、MDHAR和DHAR)活性的增強(qiáng)，這種增強(qiáng)效果也同樣可被GN6P所逆轉(zhuǎn)。
　　綜上所述，干旱誘導(dǎo)的大豆根中G6PDH活性來(lái)自于胞質(zhì)G6PDH活性的增強(qiáng);ABA和H2O2介導(dǎo)了干旱脅迫誘導(dǎo)的G6PDH活性的增強(qiáng)，且在這一過程中H2O2是作用于ABA下游的信號(hào)分子;增強(qiáng)的胞質(zhì)G6PDH活性通過調(diào)節(jié)ASA-GSH循環(huán)中關(guān)鍵酶(GR、GPX、MD