高温胁迫下黄嘌呤脱氢酶基因超表达对水稻幼苗的保护作用

• 作者: 万建林 吴自明 曾勇军 潘晓华 石庆华 苏如奇 韩瑞才 龙启樟
• 来源期刊: 中国水稻科学
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻 黄嘌呤脱氢酶 高温胁迫 生理机制
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 365-373
• 页数: 9页
• 分类号: Q948.112+.2|S511.01
• 字数: 6906字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7130

摘要

[目的]黄嘌呤脱氢酶(xanthine dehydrogenase,XDH)是嘌呤代谢的关键酶.通过分析高温胁迫对OsXDH超表达转基因水稻株系幼苗叶片生理指标的影响,探究XDH缓解水稻高温胁迫的生理机制.[方法]以OsXDH超表达转基因株系(xdh1和xdh5)及受体品种日本晴(WT)为材料,研究了高温胁迫对水稻幼苗叶片叶绿素含量、相对含水量、可溶性蛋白含量、活性氧代谢、抗氧化酶活性、XDH活性及嘌呤代谢产物尿囊素(allantoin)和尿囊酸(allantoate)含量等生理指标的影响.[结果]高温胁迫处理前,超表达株系的叶绿素含量、相对含水量、可溶性蛋白含量、活性氧代谢及抗氧化酶活性等生理指标均与野生型无显著差异;高温胁迫5 d,超表达株系的叶绿素、相对含水量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性均高于野生型,而过氧化氢(H 2 O 2)及丙二醛(MDA)的含量显著低于野生型;适温恢复生长5 d,野生型和超表达株系的叶绿素含量、相对含水量及可溶性蛋白含量均有所提高,超表达株系均高于野生型,H 2 O 2和MDA的含量降低,超表达株系均低于野生型;受高温诱导超表达株系与野生型中XDH酶活性及尿囊素和尿囊酸的含量均提高,且在整个处理过程中超表达转基因株系均高于野生型.[结论]XDH通过调控酰脲类物质的合成,补偿自身的抗氧化能力并增强抗氧化酶系统的活性,从而有效提高水稻幼苗对高温胁迫的耐受能力.