论文部分内容阅读
本文研究了外源NO对黄瓜盐碱胁迫的缓解效应,并对谷胱甘肽(GSH)合成途径中的两种酶-g谷氨酰半胱氨酸合成酶(g-ECS)和谷胱甘肽合成酶(GSHS)基因进行了cDNA克隆、序列分析和表达等方面的研究,以期为NO在提高黄瓜耐盐碱性中的应用及研究GSH代谢途径在黄瓜适应逆境胁迫中的作用提供一定的理论基础。主要研究结果如下:
1.100 mmol·L-1 NaCl胁迫显著诱导了黄瓜胚轴和胚根中过氧化氢(H2O2)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)的积累,添加100 μmol·L-1 外源NO供体硝普钠(SNP)提高了NaCl胁迫下抗氧化酶的活性和DPPH清除活性、羟基自由基清除活性以及铁离子螯合活性。对根尖细胞超显微结构的观察显示,NaCl胁迫使线粒体及细胞壁结构受到破坏。SNP缓解了NaCl胁迫下黄瓜胚轴和胚根的脂质过氧化作用,而添加NO清除剂-牛血红蛋白(Hemoglobin)后SNP的功能被消除。NO诱导的抗氧化能力增强在其缓解盐胁迫对黄瓜胚轴和胚根生长的抑制方面发挥重要作用。
2.采用营养液水培法,研究了外源NO对NaHCO3胁迫下黄瓜幼苗生长、光合和荧光特性及氮代谢的影响。结果表明,100 μmol·L-1 NO供体SNP能有效缓解30 mmol·L-1 NaHCO3胁迫对黄瓜植株造成的伤害,使黄瓜地上部和地下部干鲜重显著高于NaHCO3胁迫的处理,且幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、净光合速率(Pn)以及荧光参数Fv/Fm和ΦPSⅡ均较胁迫处理的显著升高。外源NO能够显著提高NaHCO3胁迫下黄瓜叶片氮代谢相关酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合成酶(GS)和谷氨酰胺合成酶(GOGAT)的活性,显著提高了黄瓜植株的耐碱性。
3.根据GenBank登陆的植物g-ECS和GSHS基因的氨基酸保守区序列设计兼并引物,利用RT-PCR和RACE-PCR技术从黄瓜叶片中获得了g-ECS和GSHS编码基因,分别命名为CuGSH1(GenBank 注册号为GU345833)和CuGSH2(GeneBank注册号为HM230748)。生物信息学分析表明,CuGSH1全长2122bp,含有1578bp的完整开放阅读框,编码525个氨基酸;CuGSH1蛋白大小约77kD,理论PI值为9.64,与已知烟草,番茄的同源性较高,分别为81.21%和 79.13%。CuGSH2开放阅读框有1419 bp,可编码472个氨基酸;CuGSH2蛋白大小约53kD,理论pI值为6.36,与已知莲藕、豌豆的同源性较高,分别为65%和 63.15%。两个基因的表达都受盐胁迫以及低温、镉胁迫诱导,但表达程度与处理时间密切相关,随处理时间的增加,其表达均表现先升高后降低的趋势。