脱落酸和抗氧化系统对大豆耐铝性的调控机制

论文摘要

本文以大豆耐铝基因型吉育70为材料,采用液体培养的方法,研究铝胁迫下脱落酸（ABA）对大豆耐铝性的调控,首次采用<sup>3H-ABA和分根实验探讨ABA在大豆体内的运转、分布和再分配等问题,并从有机酸分泌,抗氧化系统及信号分子NO等角度探讨ABA如何调控大豆耐铝性等问题。外源ABA和ABA合成抑制剂可分别缓解和加重铝对大豆根伸长的抑制作用;铝诱导提高大豆叶片与根部的内源ABA的含量,而镧提高大豆根部的内源ABA含量;在分根实验中,同一株大豆幼苗的侧根分为part A和part B两个部分进行不同处理,发现只有与铝直接接触的part A根伸长受抑,part A根部内源ABA含量较对照提高,但part B根部内源ABA含量较对照减少。3H-ABA的示踪实验表明,ABA以大于3.2 cm·min-1)的速率从根部运输到叶部或从叶部运输到根部,铝胁迫加快了ABA在大豆体内的运输,改变了3H-ABA在大豆幼苗体内的再分配,并使3H-ABA倾向于分配在受铝胁迫的根部。通过以上实验表明,ABA可能作为信号分子调控大豆耐铝性。外源ABA对铝胁迫下大豆根系柠檬酸分泌量、根系内的柠檬酸含量和柠檬酸合成酶的活性均无影响,且利用不同基因型和时间段的实验表明,内源ABA水平与大豆根系柠檬酸的分泌没有直接的响应关系。因此推测,ABA可能不是通过增加柠檬酸分泌从而调控大豆耐铝性。外源ABA处理抑制了铝胁迫诱导的大豆根和叶片MDA含量,O2·–产生速率、H2O2含量的增加,且进一步提高了铝对POD活性的提高,因而推测,ABA通过提高POD活性而提高大豆耐铝的。铝胁迫提高内源NO水平,NO供体SNP能够缓解铝对根生长的抑制作用,且缓解铝胁迫下FLU对根伸长的抑制作用,NO供体SNP和NO清除剂cPTIO分别显著增加和减少铝诱导提高的内源ABA含量,外源ABA和FLU分别抑制和增加Al胁迫下大豆根尖NO含量的提高。因而推测,NO是调控大豆耐铝毒重要信号分子之一,且在缓解铝毒害的信号通路中,NO对内源ABA的水平变化起着重要的正向调控作用, ABA对内源NO的水平变化起着反馈抑制的调控作用。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 文献综述
• 1.1 铝对植物的毒害及毒害机理
• 1.1.1 铝对植物的毒害部位
• 1.1.2 植物铝的毒害机制
• 1.2 植物的耐铝机制
• 1.2.1 植物内部耐受机制
• 1.2.2 植物外部排斥机制
• 1.2.3 有机酸的分泌—一种重要的耐铝机制
• 1.3 脱落酸对植物耐铝性的调控
• 1.3.1 脱落酸的生物合成、运输及对植物抗逆调控
• 1.3.2 脱落酸与植物耐铝性的关系
• 1.4 一氧化氮在植物耐铝性的调控作用
• 1.4.1 一氧化氮合成及其对植物抗逆调控
• 1.4.2 一氧化氮对植物耐铝性的调控
• 1.5 抗氧化系统对植物耐铝性的调控
• 1.6 研究目的和意义
• 第2章 脱落酸对大豆耐铝性的调控作用
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 不同铝浓度对大豆根伸长的影响
• 2.3.2 外源ABA和FLU对铝胁迫下大豆根伸长的影响
• 2.3.3 不同铝浓度对大豆根系内源ABA含量的影响
• 2.3.4 铝胁迫不同时间对大豆根系内源ABA含量的影响
• 2.3.5 铝胁迫下外源ABA和FLU对大豆根系内源ABA含量的影响
• 3+)对大豆内源ABA含量的影响'>2.3.6 镧(La³⁺)对大豆内源ABA含量的影响
• 2.3.7 分根实验中铝胁迫对大豆根伸长、内源ABA含量的影响
• 2.4 讨论
• 2.4.1 脱落酸对铝胁迫下大豆根伸长的影响
• 2.4.2 铝胁迫对大豆内源ABA含量的影响
• 2.4.3 分根实验中铝胁迫对大豆根伸长、内源ABA含量的影响
• 2.5 小结
• 第3章 铝胁迫下脱落酸在大豆体内的运输与分布
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验方法
• 3.3 结果与分析
• 3H-ABA的探测效率'>3.3.1³H-ABA的探测效率
• 3H-ABA向地上部的运输和分配'>3.3.2³H-ABA向地上部的运输和分配
• 3H-ABA在整根大豆体内运输和分配的影响'>3.3.3 铝胁迫对³H-ABA在整根大豆体内运输和分配的影响
• 3H-ABA在分根大豆体内运输和分配的影响'>3.3.4 铝胁迫对³H-ABA在分根大豆体内运输和分配的影响
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 第4章 脱落酸与铝诱导大豆根系有机酸的分泌
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 不同铝浓度对大豆根系柠檬酸分泌量的影响
• 4.3.2 不同时间铝处理对大豆根系柠檬酸分泌量的影响
• 4.3.3 分根实验中铝胁迫对大豆根系柠檬酸分泌的影响
• 4.3.4 外源ABA和FLU对铝胁迫下柠檬酸的分泌﹑根尖内柠檬酸含量和柠檬酸合成酶活性的影响
• 4.3.5 铝诱导两种基因型大豆柠檬酸分泌和内源ABA含量的关系
• 4.3.6 铝处理不同时间段的柠檬酸分泌和内源ABA含量的关系
• 4.4 讨论
• 4.5 小结
• 第5章 脱落酸与铝胁迫下大豆抗氧化系统的关系
• 5.1 引言
• 5.2 材料和方法
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.2 试验方法
• 5.3 结果与分析
• 2O₂、O₂^·-产生速率的影响'>5.3.1 ABA和FLU对铝胁迫下大豆根系MDA含量和H₂O₂、O₂^·-产生速率的影响
• 5.3.2 ABA和FLU对铝胁迫下大豆根系抗氧化系统相关酶活性的影响
• 2O₂、O₂^·-产生速率的影响'>5.3.3 ABA对铝胁迫下大豆叶片MDA含量和H₂O₂、O₂^·-产生速率的影响
• 5.3.4 ABA对铝胁迫下大豆叶片抗氧化系统相关酶活性的影响
• 5.4 讨论
• 5.5 小结
• 第6章 一氧化氮对铝毒的缓解作用及与脱落酸的关系
• 6.1 引言
• 6.2 材料和方法
• 6.2.1 试验材料
• 6.2.2 试验方法
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 外源NO供体SNP对大豆根伸长的影响
• 6.3.2 铝胁迫下外源ABA﹑ FLU和SNP﹑cPTIO对大豆根伸长的影响
• 6.3.3 铝胁迫下SNP和FLU对大豆根系内源ABA含量的影响
• 2O₂、O₂^·-产生速率和抗氧化系统相关酶活性的影响'>6.3.4 SNP对铝胁迫下大豆根系H₂O₂、O₂^·-产生速率和抗氧化系统相关酶活性的影响
• 6.3.5 外源ABA和FLU对铝胁迫下大豆根系内源NO含量的影响
• 6.4 讨论
• 6.5 小结
• 第7章 研究总结
• 致谢
• 参考文献
• 中文摘要
• Abstract