【摘 要】
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乙烯利可以提高草地早熟禾(Poa pratensis L.)耐旱性,但其调控机制尚未明确。本研究以草地早熟禾为材料,采用叶面喷施喷施200mg·L-1乙烯利的处理方式,通过对抗氧化酶基因表达模式分析、生理指标检测和抗氧化酶活性的测定,从抗氧化酶基因表达和酶活变化两个水平分析乙烯利提高草地早熟禾抗旱性的机制。结果表明,喷施乙烯利对草地早熟禾抗氧化酶编码基因和抗氧化酶活性均有不同程度的影响,抗坏血酸-
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乙烯利可以提高草地早熟禾(Poa pratensis L.)耐旱性,但其调控机制尚未明确。本研究以草地早熟禾为材料,采用叶面喷施喷施200mg·L-1乙烯利的处理方式,通过对抗氧化酶基因表达模式分析、生理指标检测和抗氧化酶活性的测定,从抗氧化酶基因表达和酶活变化两个水平分析乙烯利提高草地早熟禾抗旱性的机制。结果表明,喷施乙烯利对草地早熟禾抗氧化酶编码基因和抗氧化酶活性均有不同程度的影响,抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统可能在乙烯利调控草地早熟禾响应干旱过程中起更重要的作用。主要结论如下:(1)干旱胁迫使草地早熟禾相对含水量显著降低,电导率和丙二醛含量大幅上升,200mg·L-1乙烯利叶片喷施处理显著抑制了草地早熟禾电解质渗透率的升高并一定程度地减少了丙二醛积累,表明喷施乙烯利可以缓解草地早熟禾干旱诱导的膜脂过氧化伤害。(2)200mg·L-1乙烯利叶片喷施处理抑制部分抗氧化酶编码基因在干旱胁迫下的下调表达,使草地早熟禾抗氧化酶编码基因表达量高于对照,有助于增强草地早熟禾清除活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的能力。在被检的抗氧化酶基因中,乙烯利处理进一步促进了脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate reductase,DHAR,后文简称为DR)在干旱胁迫下表达量的上调,DR参与抗坏血酸循环,表明抗坏血酸循环可能在乙烯利介导的草地早熟禾耐旱性提升机制中发挥重要作用。干旱胁迫下,叶绿体抗氧化酶基因响应乙烯利调控的数目和种类比其他细胞器多,说明叶绿体抗氧化酶系统在响应干旱和乙烯利调控方面,较其他细胞器更为敏感。(3)干旱胁迫下,草地早熟禾超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性下降,过氧化氢酶(Catalase,CAT)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性升高。乙烯利叶片喷施处理显著提高了POD酶活性,表明喷施乙烯利可能主要通过提高POD活性来提高草地早熟禾抗旱性。(4)干旱胁迫下,乙烯利通过提高谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPX)活性提高草地早熟禾的ROS清除能力,在复水恢复阶段,乙烯利通过升高GPX及DR的酶活性促进恢复,增强草地早熟禾的耐旱性,DR和GPX是参与抗坏血酸-谷胱甘肽循环的重要抗氧化酶类,说明喷施乙烯利可能通过调节抗坏血酸-谷胱甘肽循环提高草地早熟禾的耐旱性和复水恢复能力。
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