叶片喷施H_2O_2以及转入Cu/Zn SOD和APX基因对甘薯幼苗冷后恢复的作用

摘要

[目的]研究转入铜/锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn SOD)和抗坏血酸氧化酶(APX)基因甘薯幼苗在短时间冷胁迫处理后的恢复过程中与其非转基因对照株比较是否具有抗冷优势,以及用外源过氧化氢(H_2O_2)于冷胁迫前预处理甘薯叶片能否增强幼苗的冷后恢复能力.[方法]以转入Cu/Zn SOD和APX基因的甘薯幼苗及其非转基因对照株为试验材料,研究在5℃下冷胁迫一夜(12 h)后,植株的细胞膜透性、各种抗氧化酶活性以及光合作用的各项指标的变化过程,以了解植株的冷后恢复情况;以及用1.0 mmol·L~(-1)H_2O_2于冷胁迫前4 h叶片喷施预处理对其抗冷性的影响.[结果](1)在短时间(12 h)冷胁迫后的很短时间(2 h)内,非转基因植株的APX、SOD、CAT(过氧化氢酶)这3种抗氧化酶活性及类胡萝卜素含量显著降低,膜透性升高,光合色素以及光合电子传递链受到破坏,光合速率显著下降;在经过26 h的室温恢复后,植株的上述3种抗氧化酶活性及类胡萝卜素含量都得到显著提升,但膜透性继续增加,光合电子传递链得到修复,而光合色素却显著下降,光合作用恢复.(2)与非转基因对照植株相比较,转基因植株在冷胁迫后表现出较高的上述3种抗氧化酶活性及类胡萝卜素含量、较低的膜透性.较强的光合色素以及光合电子传递系统保护能力,其光合速率也相对较强.(3)用1.0mol·L~(-1)H_2O_2预处理组的植株对比未预处理的对照株,在冷胁迫后的恢复过程中,表现出了较强的SOD与APX酶活性的恢复能力,较低的MDA产生量以及膜透性,且冷处理后植株的生长状况更加良好.[结论]转基因植株在冷胁迫处理中较非转基因对照表现出较强的冷时受性,在冷后恢复过程中也显示出更强的恢复能力,转基因甘薯幼苗更具有抗冷优势;用1.0mmol·L~(-1)H_2O_2预处理植株能够显著提高甘薯幼苗的冷后恢复能力,增强其抗冷性.