【摘 要】
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芥子油苷(glucosinolates, GS)作为一类主要分布于十字花科(Brassicaceae)植物中的由氨基酸衍生的含氮、含硫的次生代谢物,其代谢涉及到植物与环境的相互作用中,并且能够受不同环境因子的调控。本文以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,通过施加低强度(40μW.cm-2)、相对长时间(7d)的UV-B辐射,考察了拟南芥幼苗和成苗中芥子油苷组合模
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芥子油苷(glucosinolates, GS)作为一类主要分布于十字花科(Brassicaceae)植物中的由氨基酸衍生的含氮、含硫的次生代谢物,其代谢涉及到植物与环境的相互作用中,并且能够受不同环境因子的调控。本文以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,通过施加低强度(40μW.cm-2)、相对长时间(7d)的UV-B辐射,考察了拟南芥幼苗和成苗中芥子油苷组合模式(profile)及合成途径中相关基因表达模式对UV-B辐射的响应。 低强度的UV-B辐射处理后,成苗和幼苗叶片相对含水量和成苗叶绿素a/b值都与对照无明显差异,说明拟南芥植株对该强度的UV-B辐射有响应,但是没有因UV-B辐射而受到明显损伤。 在增强UV-B辐射后,拟南芥幼苗中编码转录因子的基因MYB28和MYB76的表达下调,编码生物合成相关酶的基因CYP79F1、CYP79F2和CYP83A1(脂肪族芥子油苷合成相关)以及CYP79B2和CYP79B3(吲哚族芥子油苷合成相关)的表达下调,成苗中编码转录因子的基因MYB34和MYB76的表达下调,编码生物合成相关酶的基因CYP79F1、CYP79F2(脂肪族芥子油苷合成相关)和CYP79B3(吲哚族芥子油苷合成相关)的表达下调。除成苗的I3M无明显变化外,其他各芥子油苷均有响应UV-B辐射而下降的趋势,芥子油苷总量下降,并显著低于对照。在光恢复和暗恢复阶段,各芥子油苷含量升高,到暗恢复时期结束时,幼苗和成苗中脂肪族芥子油苷除8MSOO外均明显高于对照,成苗除5MSOP明显低于对照外,其他脂肪族芥子油苷均恢复至对照水平。吲哚族芥子油苷中,幼苗的4MOI3M和成苗的I3M在暗恢复期后恢复至对照水平,幼苗13M和成苗1MOI3M明显高于对照,而幼苗1MOI3M和成苗4MOI3M则显著低于对照。拟南芥成苗中总芥子油苷含量高于幼苗,但是在UV-B处理后,幼苗总芥子油苷含量降低幅度(为41.76%)大于成苗(为15.32%),这可能与其不同的防御机制有关。 拟南芥幼苗和成苗中芥了油苷生物合成相关基因的表达量响应UV-B辐射而下调,这可能是导致芥子油苷组合模式改变的原因。拟南芥在受到长时间、低强度的UV-B辐射后,通过改变相关基因表达量、体内芥子油苷的组成和含量来响应UV-B辐射,以应对UV-B辐射造成的伤害。
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