小麦应对Cu^2+胁迫的生理响应及ASA-GSH合成酶基因表达

摘要

抗坏血酸(ascorbate,ASA)-谷胱甘肽(glutathione,GSH)在植物响应逆境胁迫过程中发挥了重要作用。为探究ASA-GSH在小麦Cu^2+胁迫响应中的作用,以小麦品种‘百农207’为材料,用0.05、0.10、0.50、1.00 mmol·L^-1 Cu^2+进行处理,检测Cu^2+对小麦生长参数、受伤害程度、及非酶促反应相关参数ASA和GSH等生理指标的影响,进而测定ASA-GSH循环相关酶基因抗坏血酸过氧化物酶基因(APX)、抗坏血酸还原酶基因(DHAR)、单脱水抗坏血酸还原酶基因(MDHAR)、谷胱甘肽合成酶基因(GR)的表达量。结果表明,随着Cu^2+浓度的升高,小麦的株高、根长、总鲜重和总干重逐渐降低,而丙二醛(MDA)、过氧化氢(H 2 O 2)、ASA和GSH的含量则显著升高。APX基因在叶片和根中的表达趋势基本一致,在低浓度下(0.05和0.10 mmol·L^-1)表达量显著下降,高浓度下(0.50和1.00 mmol·L^-1)则显著升高;DHAR和GR基因表达趋势相似,在叶片中低浓度表达量显著升高,高浓度则显著下降,在根中则随着浓度的升高而呈现增加的趋势;MDHAR基因在叶片中的表达和DHAR和GR基因相似,在根中则与APX基因相似;上述结果表明,APX、DHAR、MDHAR、GR在转录水平均受到Cu^2+胁迫的诱导。综上,ASA-GSH在小麦响应铜胁迫过程中可能发挥了重要作用,并且这一作用的发挥与ASA和GSH含量的改变以及ASA-GSH循环相关酶基因的差异表达密切相关。