UV-B胁迫下Ca2+对颠茄生理特性与次生代谢产物的调控研究

• 作者: 卢克欢 刘兴 杨怡 廖志华 吴能表
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: UV-B胁迫 颠茄 生理特性 氮代谢 托品烷类生物碱
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 耕作栽培·生理生化
• 页码范围: 1527-1538
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2018.01527

摘要

有害中波紫外线(Ultraviolet B, UV-B; 280~320 nm)辐射影响植物的生长和发育, Ca2+是植物生长发育所必须的大量元素之一, 外源Ca2+不但可以提高植物抗胁迫能力, 还对次生代谢具有调控作用。以颠茄(Atropa belladonna L.)实生苗为材料, 在UV-B辐射(10 μW cm–2)背景下, 研究不同浓度外源Ca2+、不同处理时间对颠茄生理特性、氮代谢、次生代谢产物含量以及托品烷类生物碱代谢途径中3个关键酶基因表达量的影响。结果表明, 随着UV-B辐射时间的延长(4 ~12 d), 对颠茄的光合作用、氮代谢以及生物碱的积累产生抑制作用, 加剧了膜脂氧化程度; 经外源Ca2+处理, 叶片初始荧光(Fo)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量呈下降趋势, 叶片最大光化学效率(Fv/Fm)、光合色素(总叶绿素、类胡萝卜素)含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性均呈上升趋势, 说明Ca2+有利于缓解UV-B辐射的抑制, 加强对UV-B胁迫的抗性; 在Ca2+处理下, 叶片中硝态氮含量显著降低, 游离氨基酸、可溶性蛋白含量和氮代谢关键酶(NR、GS、GDH)的活性显著提高, 叶片中莨菪碱含量和东莨菪碱含量显著提高; qRT-PCR分析显示, 在外源Ca2+的诱导下, 托品烷类生物碱合成途径中3个关键酶基因(PMT、TR I、H6H)表达量均有不同程度上调趋势。本研究结果可为田间种植提供理论参考。