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钾离子在 ABA 引起玉米根系 脯氨酸积累过程中 的作用

钾离子在 ABA 引起玉米根系 脯氨酸积累过程中 的作用. 学生：张涛. 本论文包括以下四个部分： 选题背景 材料与方法 结果与分析 讨论. 选 题 背 景. 植物在干旱条件下 ABA 含量会明显增加，进而产生一些适应性生理生化变化。 干旱时，植株 ABA 会促进体内脯氨酸的积累，金属钾离子是否会在其中起作用？. 干旱条件下植物体内 ABA 含量增加带来的反应. ABA 可以作为一种正信号参与植物调节生理活动。 ABA 有引起叶片气孔关闭，影响叶片生长，促进干旱诱导蛋白产生等功能。

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钾离子在 ABA 引起玉米根系 脯氨酸积累过程中 的作用

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Presentation Transcript

  1. 钾离子在ABA引起玉米根系脯氨酸积累过程中的作用钾离子在ABA引起玉米根系脯氨酸积累过程中的作用 学生：张涛

  2. 本论文包括以下四个部分： 选题背景 材料与方法 结果与分析 讨论

  3. 选 题 背 景 植物在干旱条件下ABA含量会明显增加，进而产生一些适应性生理生化变化。 干旱时，植株ABA会促进体内脯氨酸的积累，金属钾离子是否会在其中起作用？

  4. 干旱条件下植物体内ABA含量增加带来的反应 • ABA可以作为一种正信号参与植物调节生理活动。 • ABA有引起叶片气孔关闭，影响叶片生长，促进干旱诱导蛋白产生等功能。 • 调节基因表达，其过程一般认为是：胁迫→ABA合成胁迫诱导基因mRNA上升→基因表达产物的积累→抗逆性提高。

  5. ABA引起植物体内脯氨酸积累的机制 • ABA能促进Pro增加的原因在于ABA促进谷氨酸合成Pro的过程，而对Pro结合到蛋白质的过程没有影响。 • ABA诱导Pro的积累与pH有关。 • ABA诱导Pro合成与Na+、K+有关。

  6. 本试验主要研究了钾离子在水分胁迫下ABA引起玉米根系Pro积累过程中的作用，旨在进一步阐明ABA调控Pro的机制。本试验主要研究了钾离子在水分胁迫下ABA引起玉米根系Pro积累过程中的作用，旨在进一步阐明ABA调控Pro的机制。

  7. 材 料 与 方 法 • 1.1 实验材料 玉米品种鲁玉14号和 掖单13号 • 1.2 材料培养与处理 • 1.2.1   材料培养 浸种12h，于 28℃光照培养箱中催芽至胚根长约1～2cm，水培至一叶一心期，用营养液培养至三叶期。

  8. 材 料 处 理 • 1、对照，用Hoagland营养液（缺钾）培养 • 2、KCl（10mmol/L）处理 • 3、钾离子通道抑制剂TEA（8mmol/L）处理 • 4、ABA（2×10-5mmol/L）处理 • 5、ABA（2×10-5mmol/L）和TEA(8mmol/L)同时处理 • 6、ABA(2×10-5mmol/L)和KCl (10mmol/L)同时处理

  9. 处理12小时后，用15%的PEG-6000模拟中度水分胁迫处理。处理12小时后，用15%的PEG-6000模拟中度水分胁迫处理。 用10%的PEG-6000模拟轻度水分胁迫处理三天，分别取样，每个处理设3次重复。

  10. 测定内容 • 游离脯氨酸含量的 测定：用磺基水杨酸 提取植物体内游离脯 氨酸。 • 游离氨基酸的测定。

  11. 图1 K+对轻度水分胁迫下玉米幼苗根系脯氨酸积累 的影响 T1：PEG T2：PEG+KCl T3：PEG+TEA 结果与分析

  12. 图2:K+对玉米水分胁迫下ABA调控的脯氨酸积累的影响T4:PEG+ABA T5:PEG+ABA+KCl T6:PEG+ABA+TEA

  13. 中度水分胁迫时K+对玉米幼苗根系ABA调控的脯氨酸积累的影响中度水分胁迫时K+对玉米幼苗根系ABA调控的脯氨酸积累的影响 图3:K+在玉米水分胁迫时脯氨酸积累过程中的作用 T1:PEG T2:PEG+KCl T3:PEG+TEA 图4:K+在玉米水分胁迫时脯氨酸积累过程中的作用 T1:PEG T2:PEG+KCl T3:PEG+TEA

  14. 图5:K+在玉米水分胁迫时ABA调控的脯氨酸积累过程中图5:K+在玉米水分胁迫时ABA调控的脯氨酸积累过程中 的作用 T4:PEG T5:PEG+ABA T6:PEG+ABA+TEA 图6:K+在玉米水分胁迫时ABA调控的脯氨酸积累过程中的作用 T4:PEG T5:PEG+ABA T6:PEG+ABA+TEA

  15. 中度水分胁迫下外源ABA对渗透胁迫下玉米幼苗根系游离氨基酸积累的影响中度水分胁迫下外源ABA对渗透胁迫下玉米幼苗根系游离氨基酸积累的影响 图7:K+对水分胁迫时ABA调控的游离氨基酸积累过程中的作用(12小时) T1:PEG T2:PEG+KCl T3:PEG+TEA T4:PEG+ABA T5:PEG+ABA+KCl T6:PEG+ABA+TEA 图8:K+对水分胁迫时ABA调控的游离氨基酸积累过程中的作用（24小时） T1:PEG T2:PEG+KCl T3:PEG+TEA T4:PEG+ABA T5:PEG+ABA+KCl T6:PEG+ABA+TEA

  16. 讨 论 • 3.1    关于ABA在水分胁迫下作物根系渗透调节物质积累中的作用 • 3.2 关于渗透胁迫下钾离子在ABA诱导脯氨酸过程中的作用

  17. 关于ABA在水分胁迫下作物根系渗透调节物质积累中的作用关于ABA在水分胁迫下作物根系渗透调节物质积累中的作用 • 干旱胁迫下，植物感受胁迫产生干旱信号，从而导致内源ABA浓度急剧上升，并对作物的许多生理功能产生影响（许旭旦， 1988； Davies，1991）。 ABA增加诱导Rab（response to ABA）基因表达（Peter，1994）及逆境蛋白产生（Pruvot，1996）。 • 本试验表明，无论是轻度还是中度水分胁迫，外源ABA及外源K+均能促进玉米幼苗根系游离氨基酸的积累，尤其是促进脯氨酸的积累。可认为ABA与控制脯氨酸合成的基因活化和表达有关，而K+在这一过程中也起一定的作用。

  18. 关于渗透胁迫下钾离子在ABA诱导脯氨酸积累过程中的作用关于渗透胁迫下钾离子在ABA诱导脯氨酸积累过程中的作用 • 有研究表明，渗透胁迫下外源ABA能使玉米幼苗根系保持较高的水势，由此可知ABA浸根处理引起脯氨酸的积累可能与水分状况无关。 • 最近研究表明胁迫条件下，从谷氨酸合成脯氨酸的过程中，吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）是起关键作用的酶。

  19. 合成P5CS的基因可以被两种不同的途径所诱导：一条为依赖ABA的途径（ABA-dependence），起表达依赖于内源ABA的积累或外源ABA的处理；另一条为ABA非依赖型，其表达除受ABA的影响外，还受其他因子如干旱、低温等的影响。 • 另有研究表明，干旱条件下KCl处理，在促进植物体内脯氨酸积累的同时，还可以缓和植物的失水，提高植物对干旱的适应能力（Udayakumar等，1976），并伴有脯氨酸氧化的抑制（Huber等，1978）。

  20. 用KCl或NaCl高渗液处理植物时，植物内单价阳离子要达到一定的阈值，脯氨酸才会积累。由于植物有泌Na+机制，因而K+容易达到这一阈值，表现出K+的促进作用（Weimberg等，1982）。用KCl或NaCl高渗液处理植物时，植物内单价阳离子要达到一定的阈值，脯氨酸才会积累。由于植物有泌Na+机制，因而K+容易达到这一阈值，表现出K+的促进作用（Weimberg等，1982）。

  21. 在本实验中，用钾离子通道抑制剂TEA处理玉米幼苗根系后，根系脯氨酸含量明显下降，这不仅说明K+对脯氨酸积累有促进作用，还说明K+对ABA引起的脯氨酸积累过程可能有一定的促进作用。由此可推测K+，可能在ABA诱导基因上升或表达产物积累过程中起作用。在本实验中，用钾离子通道抑制剂TEA处理玉米幼苗根系后，根系脯氨酸含量明显下降，这不仅说明K+对脯氨酸积累有促进作用，还说明K+对ABA引起的脯氨酸积累过程可能有一定的促进作用。由此可推测K+，可能在ABA诱导基因上升或表达产物积累过程中起作用。

  22. T H A N K S !

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