外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)緩解黃瓜幼苗鹽脅迫的效果及機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-27 01:24
在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中,隨著栽培年限的增加,不當(dāng)或過(guò)量施用化肥以及設(shè)施內(nèi)高溫、高濕、缺少雨水淋洗等因素,造成土壤或栽培基質(zhì)鹽分含量增加,導(dǎo)致鹽漬化現(xiàn)象,帶來(lái)蔬菜作物生長(zhǎng)障礙等一系列問(wèn)題。目前,土壤鹽漬化問(wèn)題已成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。提高作物耐鹽性成為了農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的重點(diǎn)。近年來(lái),5-氨基乙酰丙酸(ALA)的應(yīng)用已經(jīng)成為提高產(chǎn)量,增強(qiáng)作物抗性的一種快速有效的方法。但其提高植株對(duì)逆境抗性的機(jī)理尚不清楚。本研究將外源ALA與NaCl脅迫結(jié)合,從生長(zhǎng)形態(tài)、抗氧化清除系統(tǒng)、光合色素生物合成以及Na+離子轉(zhuǎn)運(yùn)分配等方面,研究了外源ALA緩解黃瓜幼苗鹽脅迫的生理及分子機(jī)制,以期為鹽漬化條件下黃瓜栽培提供一定的技術(shù)指導(dǎo)及理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.適宜濃度的ALA(25 mg L-1)能夠促進(jìn)中度NaCl脅迫(50 mmol L-1)下黃瓜幼苗的生長(zhǎng),包括幼苗株高和葉面積,打破了鹽脅迫對(duì)幼苗生長(zhǎng)的抑制作用。但ALA施用于植物具有濃度效應(yīng),適宜濃度可促進(jìn)植株生長(zhǎng),高濃度(50 mg L-1)抑制植株生長(zhǎng)。在中...
【文章來(lái)源】:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:110 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
ALA的生物合成、代謝及在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用圖中為ALA的生物合成途徑及其主要代謝產(chǎn)物(橙色);在A(yíng)LA下方為其代謝產(chǎn)物可能參與的植物體內(nèi)的某些生理過(guò)程
圖 1-2 高等植物中的 ALA 合成途徑—C5途徑 C5途徑由 TCA 循環(huán)產(chǎn)生的谷氨酸(Glu)開(kāi)始,是高等植物中合成 ALA 的主要途徑,定位在葉綠體基質(zhì)中。在 GluTS 的催化下,Glu 與 tRNAGlu相連產(chǎn)生 Glu-tRNA。隨后,GluTR 催化 Glu-tRNA 還原成為 GSA。最后,在 GSA-AT 酶的催化下,產(chǎn)生了ALA。Fig 1-2 The C5-pathway of ALA biosynthesis in higher plants. The C5-pathway starts from glutamic acid,which is produced by TCA cycle. It is the main biosynthesis pathway of ALA in higher plants. Glu ligatestRNAGlu and generates Glu-tRNA are catalyzed by GluTS. Then, GluTR acts a catalyzing role thatconverts Glu-tRNA into GSA. At last, catalyzed by GSA-AT, ALA is created in stroma of chloroplast.2 ALA 下游通路的代謝與調(diào)節(jié)2.1 共同路徑四吡咯物質(zhì),如葉綠素、血紅素、西羅血紅素、維生素 B12以及光敏色素,都為環(huán)狀結(jié)構(gòu)的中間物質(zhì),它們?cè)谏矬w內(nèi)參與許多生化反應(yīng)并具有重要作用。在 ALA 下游代謝流中,它們有一系列共同路徑:從 ALA 到尿卟啉原Ⅲ。當(dāng) ALA 完成其生物合成,兩分子 ALA 縮合形成一個(gè)卟啉環(huán),即膽色素原(PBG),反應(yīng)由 ALA 脫水酶(ALAD)催化,這個(gè)過(guò)程可以被鋁元素和汞元素抑制[34, 35]。其后,4 個(gè) PBG 分子在 PBG 脫氫酶的催化下聚合形成一個(gè)線(xiàn)狀四吡咯,稱(chēng)為 HMB(1-hydroxymethylbillane),這便是所有
7圖 1-3 ALA 下游通路的代謝與調(diào)節(jié) ALA 是植物體內(nèi)葉綠素,血紅素和西羅血紅素的共同前體。此外,在其下游代謝通路中,反饋調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)整個(gè)代謝通路起到重要的調(diào)節(jié)作用。其中,正調(diào)節(jié)物質(zhì)有 GUN4 和 FHY3/FAR1 蛋白,另外還有負(fù)調(diào)節(jié)物質(zhì),如 FLU 蛋白。Fig 1-3 Downstream metabolism and regulation. ALA is the common precursor of chlorophyll, hemeand siroheme. Moreover, feedback inhibition effect plays an important regulative role in the pathway,where the pathway is associated with the positive regulators, like GUN4 and FHY3/FAR1 proteins; andnegative regulator, like FLU protein.3 ALA 對(duì)植物生理和生長(zhǎng)過(guò)程的影響目前,ALA 不僅是植物中的代謝中間體,同時(shí)也是一種植物栽培生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。作為一種植物生長(zhǎng)促進(jìn)因子,ALA 因?qū)Ω叩戎参锏纳L(zhǎng)發(fā)育具有明顯的調(diào)節(jié)作用而被眾多學(xué)者研究。3.1 種子萌發(fā)種子的萌發(fā)是植物生長(zhǎng)的首要生理過(guò)程,這一過(guò)程可以被植物激素(如赤霉素)和
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]環(huán)境脅迫和抗壞血酸的氧化還原狀態(tài)(英文)[J]. 靳月華,陶大立,郝占慶,葉吉,杜英君,劉海玲,周永斌. Acta Botanica Sinica. 2003(07)
博士論文
[1]銨硝營(yíng)養(yǎng)緩解小型大白菜幼苗弱光脅迫的生理和分子機(jī)制[D]. 胡琳莉.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)對(duì)鹽脅迫下黃瓜幼苗生理調(diào)控效應(yīng)研究[D]. 燕飛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[3]外源5-氨基乙酰丙酸緩解番茄幼苗鹽脅迫的效果及機(jī)理研究[D]. 趙艷艷.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[4]溫室土壤次生鹽漬化及其主要鹽分對(duì)辣椒幼苗脅迫的研究[D]. 姜偉.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[5]OsRMC基因調(diào)控水稻根生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理研究[D]. 蔣甲福.中國(guó)科學(xué)院研究生院(植物研究所) 2006
本文編號(hào):3102608
【文章來(lái)源】:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:110 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
ALA的生物合成、代謝及在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用圖中為ALA的生物合成途徑及其主要代謝產(chǎn)物(橙色);在A(yíng)LA下方為其代謝產(chǎn)物可能參與的植物體內(nèi)的某些生理過(guò)程
圖 1-2 高等植物中的 ALA 合成途徑—C5途徑 C5途徑由 TCA 循環(huán)產(chǎn)生的谷氨酸(Glu)開(kāi)始,是高等植物中合成 ALA 的主要途徑,定位在葉綠體基質(zhì)中。在 GluTS 的催化下,Glu 與 tRNAGlu相連產(chǎn)生 Glu-tRNA。隨后,GluTR 催化 Glu-tRNA 還原成為 GSA。最后,在 GSA-AT 酶的催化下,產(chǎn)生了ALA。Fig 1-2 The C5-pathway of ALA biosynthesis in higher plants. The C5-pathway starts from glutamic acid,which is produced by TCA cycle. It is the main biosynthesis pathway of ALA in higher plants. Glu ligatestRNAGlu and generates Glu-tRNA are catalyzed by GluTS. Then, GluTR acts a catalyzing role thatconverts Glu-tRNA into GSA. At last, catalyzed by GSA-AT, ALA is created in stroma of chloroplast.2 ALA 下游通路的代謝與調(diào)節(jié)2.1 共同路徑四吡咯物質(zhì),如葉綠素、血紅素、西羅血紅素、維生素 B12以及光敏色素,都為環(huán)狀結(jié)構(gòu)的中間物質(zhì),它們?cè)谏矬w內(nèi)參與許多生化反應(yīng)并具有重要作用。在 ALA 下游代謝流中,它們有一系列共同路徑:從 ALA 到尿卟啉原Ⅲ。當(dāng) ALA 完成其生物合成,兩分子 ALA 縮合形成一個(gè)卟啉環(huán),即膽色素原(PBG),反應(yīng)由 ALA 脫水酶(ALAD)催化,這個(gè)過(guò)程可以被鋁元素和汞元素抑制[34, 35]。其后,4 個(gè) PBG 分子在 PBG 脫氫酶的催化下聚合形成一個(gè)線(xiàn)狀四吡咯,稱(chēng)為 HMB(1-hydroxymethylbillane),這便是所有
7圖 1-3 ALA 下游通路的代謝與調(diào)節(jié) ALA 是植物體內(nèi)葉綠素,血紅素和西羅血紅素的共同前體。此外,在其下游代謝通路中,反饋調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)整個(gè)代謝通路起到重要的調(diào)節(jié)作用。其中,正調(diào)節(jié)物質(zhì)有 GUN4 和 FHY3/FAR1 蛋白,另外還有負(fù)調(diào)節(jié)物質(zhì),如 FLU 蛋白。Fig 1-3 Downstream metabolism and regulation. ALA is the common precursor of chlorophyll, hemeand siroheme. Moreover, feedback inhibition effect plays an important regulative role in the pathway,where the pathway is associated with the positive regulators, like GUN4 and FHY3/FAR1 proteins; andnegative regulator, like FLU protein.3 ALA 對(duì)植物生理和生長(zhǎng)過(guò)程的影響目前,ALA 不僅是植物中的代謝中間體,同時(shí)也是一種植物栽培生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。作為一種植物生長(zhǎng)促進(jìn)因子,ALA 因?qū)Ω叩戎参锏纳L(zhǎng)發(fā)育具有明顯的調(diào)節(jié)作用而被眾多學(xué)者研究。3.1 種子萌發(fā)種子的萌發(fā)是植物生長(zhǎng)的首要生理過(guò)程,這一過(guò)程可以被植物激素(如赤霉素)和
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]環(huán)境脅迫和抗壞血酸的氧化還原狀態(tài)(英文)[J]. 靳月華,陶大立,郝占慶,葉吉,杜英君,劉海玲,周永斌. Acta Botanica Sinica. 2003(07)
博士論文
[1]銨硝營(yíng)養(yǎng)緩解小型大白菜幼苗弱光脅迫的生理和分子機(jī)制[D]. 胡琳莉.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)對(duì)鹽脅迫下黃瓜幼苗生理調(diào)控效應(yīng)研究[D]. 燕飛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[3]外源5-氨基乙酰丙酸緩解番茄幼苗鹽脅迫的效果及機(jī)理研究[D]. 趙艷艷.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[4]溫室土壤次生鹽漬化及其主要鹽分對(duì)辣椒幼苗脅迫的研究[D]. 姜偉.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[5]OsRMC基因調(diào)控水稻根生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理研究[D]. 蔣甲福.中國(guó)科學(xué)院研究生院(植物研究所) 2006
本文編號(hào):3102608
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