外源苯丙烯酸對高溫脅迫下黃瓜葉片及根中DNA甲基化的影響.pdf

1、高溫是植物生長過程中常見的脅迫因子，因此，研究植物的抗高溫機制和提高植物的耐高溫能力對植物的生長具有重要意義。本課題以華北常用黃瓜品種“津春四號”幼苗為材料，報告了外源苯丙烯酸緩解植株的高溫脅迫，研究了外源苯丙烯酸對高溫脅迫下黃瓜葉片抗氧化酶與DNA甲基化的影響，分離了高溫脅迫下外源苯丙烯酸誘導(dǎo)的甲基化差異片段，然后對這些差異片段進行克隆、測序和序列的生物信息學(xué)分析。本文從抗氧化酶、整個基因組水平上初步揭示外源苯丙烯酸緩解高溫脅迫的機制

2、，為利用甲基化差異基因打下基礎(chǔ)，并為其它外源物質(zhì)緩解植物逆境脅迫的機制研究提供參考。
　　 待黃瓜幼苗長至兩葉一心時，以50μM苯丙烯酸(CA)澆灌黃瓜幼苗后于常溫(25/18℃)條件下處理2d，然后分別用水和營養(yǎng)液沖洗植株各6次，再將植株放入高溫(42/38℃)環(huán)境中處理3d。高溫脅迫3d后取第二片真葉，測定其抗氧化酶和抗氧化物活性和含量。同時，實驗還提取了黃瓜葉片和根部的基因組DNA，并利用甲基化敏感擴增多態(tài)性(MSAP)技

3、術(shù)研究黃瓜葉片及根部基因組DNA甲基化的水平和狀態(tài)變化，對高溫脅迫下苯丙烯酸預(yù)處理誘導(dǎo)的DNA甲基化差異片段進行回收，克隆和測序分析。主要結(jié)果如下：
　　 (1)苯丙烯酸預(yù)處理緩解高溫脅迫時對黃瓜生長指標(biāo)及抗氧化酶的影響高溫脅迫嚴(yán)重抑制了黃瓜幼苗的生長，使地上部和根系鮮重、第二片真葉的鮮重和干重均顯著下降；但CA處理后再進行高溫脅迫的黃瓜幼苗中，地上部和根系鮮重、第二片真葉的鮮重和干重相對于未經(jīng)CA處理的植株明顯上升，CA處理緩

4、解了高溫脅迫對黃瓜生長的抑制作用。CA處理提高了高溫脅迫下黃瓜葉片抗氧化酶SOD、GPX、CAT、APX、GSH-Px、DHAR、MDHAR和GR的活性，增加了高溫脅迫下抗氧化物AsA和GSH的含量、葉片內(nèi)苯丙烯酸的含量、香草酸的含量、脯氨酸及可溶性糖的含量、還原型AsA與氧化型AsA比值以及GSH與GSSG的比值，同時顯著降低了高溫脅迫下黃瓜葉片MDA的含量、O2.-生成速率以及H2O2的含量，緩解了高溫脅迫下ROS對黃瓜葉片的傷害。

5、因此，我們推斷，高溫脅迫下CA預(yù)處理通過提高黃瓜幼苗抗氧化酶的活性和抗氧化物的含量，降低活性氧的含量，進而緩解了高溫脅迫誘導(dǎo)的膜脂過氧化損傷，減輕了高溫脅迫對黃瓜幼苗生長的抑制，提高了黃瓜幼苗的抗高溫能力。
　　 (2)苯丙烯酸預(yù)處理緩解高溫脅迫時對黃瓜葉片及根中DNA甲基化的影響MSAP分析結(jié)果顯示，在高溫脅迫下，黃瓜植株DNA甲基化水平發(fā)生明顯改變；外源CA預(yù)處理黃瓜幼苗后，能誘導(dǎo)黃瓜DNA發(fā)生去甲基化。高溫脅迫提高了黃瓜葉