外源脯氨酸对缺硼下棉花幼苗生长、生理特性以及脯氨酸代谢的影响

• 作者: 刘亚林 姜存仓 曾紫君 曾钰 闫磊
• 来源期刊: 棉花学报
• 关键词: 棉花 硼 脯氨酸 抗氧化酶 脯氨酸代谢酶
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 258-268
• 页数: 11页
• 字数: 5981字
• 语种: 中文

摘要

[目的]研究外源脯氨酸对不同硼浓度处理下棉花幼苗生长及生理特性和脯氨酸代谢的影响.[方法]采用水培方法,以鄂抗8号棉花品种为试验材料,设置0.02μmol·L-1(低硼)、2.5μmol·L-1(中硼)、100μmol·L-1(适硼)3个硼(Boron,B)浓度梯度以及0和20μmol·L-12个脯氨酸(Proline,Pro)浓度,共计6个处理,完全随机,其中低硼和中硼均属于缺硼处理,植株生长出现明显差异后收获并测定相关指标.[结果]添加外源脯氨酸在适硼(100μmol·L-1)浓度下抑制了棉花的生长,而在低硼(0.02μmol·L-1)处理时促进了根系对硼的吸收.与低硼处理相比,添加脯氨酸降低了叶片中脯氨酸、过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)含量,而促进根中丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和H2O2的积累;同时,根和叶片中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、 抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)活性显著上升,过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性显著下降,而过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性无明显变化.另外,缺硼时(0.02μmol·L-1和2.5μmol·L-1)添加脯氨酸可明显增加其代谢途径中Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)、Δ1-吡咯啉-5-羧酸还原酶(Δ1-pyrroline-5-carboxylate reductase,P5CR)、鸟氨酸转氨酶(Ornithine-aminotransferase,OAT)等合成酶及脯氨酸脱氢酶(Proline dehydrogenase,PRODH)的活性.[结论]在适硼下施用脯氨酸抑制了棉花的生长.低硼下添加脯氨酸促进根系对硼的吸收,提高叶片抗氧化酶APX活性而降低叶片中膜脂过氧化物质.低硼导致植株体内脯氨酸的积累,而低硼处理下添加外源脯氨酸会降低叶片中脯氨酸含量,其诱因是影响了脯氨酸代谢途径(谷氨酸和鸟氨酸途径)中关键的合成酶和分解酶活性,主要是由于促进分解代谢的脯氨酸脱氢酶活性显著增加所致.