鋁脅迫誘導(dǎo)小麥蘋果酸分泌信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中IAA及MAPKs響應(yīng)機(jī)制研究.pdf

1、鋁毒害是酸性土壤作物生長(zhǎng)的限制因子之一，研究作物的鋁毒害機(jī)理對(duì)解決酸性土壤作物鋁毒害、提高作物產(chǎn)量及耐鋁作物品種選育具有重要意義。本研究主要以耐鋁小麥品種ET8和鋁敏感品種ES8為試驗(yàn)材料，通過(guò)對(duì)生長(zhǎng)素和蛋白抑制劑對(duì)鋁誘導(dǎo)的小麥根尖蘋果酸分泌影響的研究，闡明了鋁誘導(dǎo)的小麥蘋果酸分泌與MAPKs信號(hào)途徑的關(guān)系;通過(guò)對(duì)鋁脅迫下生長(zhǎng)素和蛋白抑制劑對(duì)根尖細(xì)胞中ARF2和LAA Protein表達(dá)量影響的研究，初步揭示了鋁脅迫與小麥體內(nèi)生長(zhǎng)素信號(hào)

2、轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)系;通過(guò)對(duì)根尖細(xì)胞中MAPK12和MAPK14對(duì)鋁脅迫和生長(zhǎng)素響應(yīng)的研究，初步探討了MAPKs信號(hào)途徑與鋁脅迫和生長(zhǎng)素的關(guān)系。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?、配X脅迫下蛋白抑制劑和外源IAA對(duì)不同耐鋁型小麥品種蘋果酸分泌的影響。不同濃度鋁處理試驗(yàn)表明鋁處理可誘導(dǎo)小麥分泌蘋果酸，Al(50μmol·L-1)處理對(duì)小麥分泌蘋果酸有顯著的促進(jìn)作用。單獨(dú)的IAA處理對(duì)小麥蘋果酸的分泌無(wú)顯著作用，但在有鋁條件下，則可顯著促進(jìn)小麥蘋果酸的

3、分泌。無(wú)鋁條件下，與空白處理相比，蛋白抑制劑PAO(5，10μmol·L-1)和CHX(1，5μmol·L-1)對(duì)小麥根尖蘋果酸分泌無(wú)顯著影響。與鋁處理(50μmol·L-1)相比，蛋白抑制劑與鋁(50μmol·L-1)共處理24h，PAO和CHX均可顯著抑制ET8和ES8蘋果酸的分泌，且該抑制作用隨著蛋白抑制劑濃度的升高而增強(qiáng)。A150處理時(shí)，與無(wú)IAA處理相比，IAA與PAO(CHX)共處理可顯著促進(jìn)ET8和ES8分泌蘋果酸。以上試

4、驗(yàn)表明了IAA參與了小麥根尖蘋果酸的分泌，并初步表明MAPKs信號(hào)途徑可能參與鋁脅迫下小麥根尖蘋果酸的分泌。
　?、其X脅迫下蛋白抑制劑和外源IAA對(duì)不同耐鋁型小麥品種根尖細(xì)胞中ARF2和IAAProtein基因表達(dá)的影響。ARF和AUX/IAA蛋白在原初生長(zhǎng)素響應(yīng)的基因中起轉(zhuǎn)錄子的作用。IAA響應(yīng)需要AUX/IAA抑制子的降解，而該反應(yīng)會(huì)引起ARF轉(zhuǎn)錄因子的釋放并調(diào)控目的基因。1）鋁處理可提高ARF2在ET8根尖細(xì)胞中的表達(dá)量，降

5、低ARF2在ES8中的表達(dá)量;降低IAA Protein在ET8和ES8根尖細(xì)胞中的表達(dá)量。2）無(wú)論有鋁還是無(wú)鋁條件下，IAA(50μmol·L-1)處理均可顯著降低ET8和ES8中ARF2和IAA Protein的表達(dá)量。3）與Al(50μmol·L-1)相比，A1(50μmol·L-1)與PAO(5，10μmol·L-1)共處理時(shí)，ET8和ES8中ARF2和IAA Protein的表達(dá)量均顯著降低，表明PAO可抑制ARF2和LAA

6、Protein的表達(dá)，且高濃度(10μmol·L-1)的抑制作用較低濃度(5μmol·L-1)強(qiáng)。4）與無(wú)IAA處理相比，IAA(50μmol·L-1)、Al(50μmol·L-1)和PAO(5，10μmol·L-1)共處理時(shí)， ET8和ES8中ARF2和IAA Protein的表達(dá)量顯著降低，再次表明IAA可抑制ARF2和IAA Protein的表達(dá)。
　?、卿X脅迫下不同耐鋁小麥品種根尖細(xì)胞中MAPK12和MAPK14對(duì)外源IA

7、A和蛋白抑制劑的響應(yīng)。MAPK12參與植物的干旱、鹽脅迫，激素及重金屬脅迫調(diào)控過(guò)程。MAPK14則參與調(diào)控植物的干旱、激素及鹽脅迫過(guò)程。不同耐鋁型小麥根尖細(xì)胞中MAPK12的表達(dá)量均隨鋁濃度(0，50，100μmol·L-1)的升高而降低，MAPK14的表達(dá)量則隨鋁濃度的升高而升高。Al(50μmol·L-1)處理是，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)(0，12，24 h)，ET8和ES8中MAPK12的表達(dá)量逐漸下降，MAPK14的表達(dá)量升高。說(shuō)明鋁處

8、理可抑制MAPK12的表達(dá)，表現(xiàn)為劑量、時(shí)間依賴性下調(diào)。鋁處理可抑制MAPK14的表達(dá)，表現(xiàn)為劑量、時(shí)間依賴性上調(diào)。無(wú)鋁條件下，IAA(50μmol·L-1)可顯著抑制ET8和ES8中MAPK12的表達(dá)，促進(jìn)MAPK14的表達(dá)。IAA(50μmol·L-1)與A1(50μmol·L-1)共處理24h時(shí)，與Al(50μmol·L-1)相比，MAPK12的表達(dá)量有顯著的降低，而MAPK14的表達(dá)量則沒(méi)有顯著變化。Al(50μmol·L-1)

9、處理時(shí)，蛋白抑制劑PAO可顯著促進(jìn)ET8和ES8根尖細(xì)胞中MAPK12的表達(dá)，低濃度(5μmol·L-1)的促進(jìn)作用較高濃度(10μmol·L-1)強(qiáng)。對(duì)MAPK14而言，PAO與Al(50μmol·L-1)共處理可顯著抑制其在ET8和ES8中的表達(dá)，且高濃度(10μmol·L-1)的抑制作用較強(qiáng)。IAA(50μmol·L-1)、Al(50μmol·L-1)和PAO(5，10μmol·L-1)共處理時(shí)，相比于無(wú)IAA處理，MAPK12和