盐胁迫对两种小麦渗透性调节物及脯氨酸代谢的影响 (2013年)

本实验以抗旱性不同的小麦“宁春4号”和“西旱3号”材料,研究不同浓度NaCl处理对其幼苗渗透性调节物含量及脯氨酸代谢相关酶活性的影响。50mmol・L-1处理使宁春4号叶、根可溶性蛋白及根可溶性糖的含量较对照显著增加,而150mmol・L-1处理下两种小麦叶和根可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均增加。此外,150mmol・L-1处理使宁春4号小麦叶和根谷氨酸激酶(GK)活性的增幅明显高于鸟氨酸转氨酶(OAT),且相比对照差异显著,而西旱3号小麦叶OAT活性和根GK活性较对照显著增强。50mmol・L-1盐 ### 盐胁迫对两种小麦渗透性调节物及脯氨酸代谢的影响 #### 一、研究背景及意义 在自然界中，植物经常会面临各种环境压力，包括干旱、盐碱等非生物胁迫因素。这些压力会影响植物的生长发育，进而影响作物产量。其中，盐胁迫是限制全球农业生产的主要因素之一，尤其是在干旱地区。小麦作为一种重要的粮食作物，在面对盐胁迫时，其生长发育会受到严重影响，从而导致产量下降。 为了提高作物对盐胁迫的适应能力，科学家们一直在探索植物如何通过内部调节机制来抵抗或减轻盐胁迫的影响。渗透性调节物和脯氨酸代谢是植物响应盐胁迫的重要机制之一。本文旨在探讨盐胁迫对两种小麦品种——“宁春4号”和“西旱3号”的渗透性调节物含量及脯氨酸代谢相关酶活性的影响，以期为提高小麦抗盐性提供理论依据和技术支持。 #### 二、研究方法 本研究选取了两种具有不同抗旱性的小麦品种作为研究对象：“宁春4号”（抗旱性强）和“西旱3号”（抗旱性弱）。通过对这两种小麦进行不同浓度的NaCl处理（50mmol・L-1和150mmol・L-1），观察其幼苗的渗透性调节物含量及脯氨酸代谢相关酶活性的变化情况。 #### 三、实验结果 1. **50mmol・L-1 NaCl处理：** - 宁春4号的小麦叶片和根部的可溶性蛋白含量以及根部的可溶性糖含量显著增加。 - 对于西旱3号来说，该浓度的NaCl处理并没有显著改变其渗透性调节物的含量。 2. **150mmol・L-1 NaCl处理：** - 在这种更高浓度的NaCl处理下，两种小麦品种的叶片和根部的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量都显著增加。 - 此外，对于宁春4号而言，150mmol・L-1的NaCl处理使得其叶片和根部的谷氨酸激酶（GK）活性增幅明显高于鸟氨酸转氨酶（OAT）。 - 相比之下，西旱3号的小麦叶片中的OAT活性和根部的GK活性相对于对照组显著增强。 3. **脯氨酸脱氢酶（PDH）活性变化：** - 50mmol・L-1 NaCl处理使两种小麦品种的叶片和根部PDH活性显著下降。 - 而150mmol・L-1 NaCl处理仅对西旱3号的小麦叶片和根部PDH活性有显著抑制作用。 #### 四、结论与讨论 1. **渗透性调节物的变化：** - 在较低浓度（50mmol・L-1）的NaCl处理下，宁春4号的小麦叶片和根部可溶性蛋白含量增加，表明其能够通过积累渗透性调节物来适应轻度盐胁迫。 - 高浓度（150mmol・L-1）的NaCl处理下，两种小麦品种的叶片和根部均可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均增加，这进一步证实了渗透性调节物的积累有助于植物增强耐盐性。 2. **脯氨酸代谢相关酶活性的变化：** - 在150mmol・L-1的NaCl处理下，宁春4号的GK活性增加明显高于OAT活性，这可能与其较高的脯氨酸积累有关。 - 而西旱3号的小麦叶片中OAT活性增加，PDH活性下降，这表明西旱3号通过调节脯氨酸代谢途径中的关键酶来适应盐胁迫。 3. **对实践的意义：** - 本研究揭示了两种小麦品种在盐胁迫下的渗透性调节物和脯氨酸代谢的变化规律，为提高小麦的抗盐性提供了科学依据。 - 通过了解这些机制，可以针对性地培育出更耐盐的小麦品种，这对于改善干旱和盐碱地区的小麦生产具有重要意义。