高铵营养下谷氨酸过量积累对小麦苗期根系生长的胁迫作用与机理
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- 论文作者：王峰 ; 高敬文 ; 刘扬 ; 田中伟 ; Abid Muhammad ; 张祎旋 ; 姜东 ; 曹卫星 ; 戴廷波
- 年：2016
- 作者机构：作物生理生态与生产管理重点实验室,南京农业大学;
- 论文关键词：小麦 ; 高铵胁迫 ; 谷氨酸 ; 氨基转化 ; 生长素运输
- 会议召开时间：2016-10-09
- 会议录名称：2016年全国植物生物学大会摘要集
- 语种：中文
- 分类号：S512.1
- 学会代码：ZGZO
- 会议名称：2016年全国植物生物学大会
- 会议地点：中国湖北武汉
- 主办单位：中国遗传学会、中国细胞生物学学会、中国植物学会、中国植物生理与植物分子生物学学会、中国作物学会
- 学会名称：中国植物学会
- 页数：1
- 文件大小：855k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
目前大多数对于高铵胁迫相关的机理研究大多集中在铵本身对于植株生长的作用上面,往往忽略了铵代谢过程中N同化产物与耐铵性的关系。本研究目的在于阐明高铵条件下铵同化产物-谷氨酸对小麦根系生长的影响及机理。本研究采用水培试验,以5mM NH_4~+为单一氮源,为了研究铵同化产物的影响在溶液中并加入1μM甲硫氨酸亚砜(MSO,谷氨酰胺合成酶的专一性抑制剂)及1m M谷氨酸(初级N同化产物)处理,以5mM NO_3~-硝态氮为对照。铵态氮处理显著降低了两个小麦品种的植株干重、总根长、根表面积和根体积,但是徐麦25受到的影响较少,但是当加入MSO后,抑制作用减弱,加入谷氨酸后抑制作用进一步加强。铵态氮条件下,两个品种中谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性显著增加,GS1和GDH基因表达显著提高,但是GS2的基因没有显著影响,因此导致铵同化产物谷氨酸的增加,但是加入MSO后降低谷氨酸的含量。与矮抗58相比,徐麦25因为具有较高的谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性,因此谷氨酸含量较低。铵态氮营养降低了根系中生长素(IAA)的含量,同时使生长素在地上部分和根的比值升高,但是徐麦25中的比值低于矮抗58。而加入谷氨酸后比值进一步升高,但是加入MSO后比值降低。生长素转运载体PIN基因的表达在铵态氮条件下受到显著抑制,加入谷氨酸后进一步抑制了PIN的表达,但是加入MSO后PIN的抑制程度得到缓解。同时铵态氮条件下,可溶性糖含量以及其在根中和地上部分的比值显著降低。结果表明,高铵耐性品种具有较高的氨基转化能力以减少谷氨酸的过量积累,从而保持较高的生长素运输能力,不仅可以维持根中生长素浓度,还可促进可溶性糖从地上部分向根系的运输,维持较高的根系生长。
引文