诱抗剂HI诱导水稻R6耐盐性的研究——PGP对水稻耐盐性的影响

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全世界大约有20%的可耕地受盐渍化影响,土壤中过多的盐分不仅抑制农作物的生长发育,也影响农作物的产量与品质。水稻是重要的粮食作物,对盐胁迫中度敏感。耐盐水稻品种的培育和推广可以有效利用盐碱地,扩大水稻种植面积,提高粮食总产量。本试验针对直接受盐胁迫提高耐盐性与耐盐性研究的局限性,与诱抗剂的应用价值,结合医学普遍认为与多药耐性密切相关以及国外权威性研究机构最新研究表明与植物激素转运密切相关的PGP的特殊作用,使用自配诱抗剂HI(与基因芯片杂交,诱导水稻R6产生特异PGPcDNA)与PGP相关药物处理苗期低耐盐性地方水稻品种R6后在0.5%或1%盐浓度下生长,测定生理生化指标,探讨PGP与水稻耐盐性的关系,并在试验中得到以下结论。1 0.5%或1%盐胁迫下,诱抗剂对水稻R6耐盐性影响的研究1.1.以淡水为对照,诱抗剂HI促进水稻R6胚根在0.5%与1%盐胁迫下良好生长,但对幼苗与不定根生长没有促进作用。1.2.基因芯片检测后NCBI网站同源性分析表明,1%盐胁迫下诱抗剂HI特效诱导编码PGP的mdr基因片段特异表达。1.3.电导率检测表明,1%盐胁迫下诱抗剂HI降低R6根与幼苗的相对电导率、相对外渗率与伤害率,尤其是对根的作用最明显。1.4.高效毛细管凝胶电泳表明,1%盐胁迫30小时诱抗剂HI诱导R6表达7.8秒处特异碱性蛋白质。2.PGP对诱抗剂诱导水稻耐盐性影响的研究2.1筛选出PGP抑制剂(CsA与VP)与PGP诱导剂RFP,诱抗剂处理后用PGP抑制剂(CsA与VP)处理,或直接用PGP诱导剂RFP处理后都于0.5%或1%盐胁迫。0.5%盐胁迫下PGP抑制剂CsA与VP相对降低了诱抗剂HI对胚根的促进作用,而在1%盐胁迫下正好相反增强了诱抗剂对胚根的促进作用并促进幼苗与不定根生长。盐胁迫下直接用RFP处理不能促进胚根生长却大大促进幼苗生长。表明诱抗剂提高了R6苗期胚根耐盐性,PGP抑制剂CsA与VP在不同浓度盐胁迫下,对R6耐盐性的影响略不同。在0.5%盐胁迫下一定程度上逆转其诱导作用,而在1%盐胁迫下提高R6耐盐性。PGP诱导剂RFP的单独使用虽不能诱导R6胚根耐盐性却大大提高了幼苗耐盐性,也相应提高了水稻R6的整体耐盐性。 2.2生理生化检测表明,0.5%NaCl胁迫下,诱抗剂大大提高了R6根系活力,少量增加叶绿素含量,HI对水稻起到保护作用,避免盐胁迫的伤害。PGP抑制剂处理后的根系活力与叶绿素却明显下降,扭转了诱抗剂对耐盐性的诱导作用。PGP诱导剂降低根系活力却大大提高叶绿素含量,表明PGP诱导剂RFP的单独使用虽不能诱导R6胚根耐盐性却大大提高了幼苗耐盐性,整体上相应提高了水稻R6的整体耐盐性。但PGP抑制剂与诱导剂对根细胞可能造成一定伤害,出于生物体自身的调节机能与应激对环境的反应,盐胁迫下R6通过提高自身的活跃吸收面积、活跃吸收/总吸收比来相应提高对逆境的抵制能力。 2.3植物细胞膜脂过氧化作用的测定发现,不同处理后于0.5%盐胁迫下,丙二醛(MDA)含量与盐胁迫对照相比均不同程度下降,可溶性糖含量均不同程度上升。PGP抑制剂处理的与诱抗剂对照MDA含量的差别不大,所以PGP抑制剂不能通过增加MDA含量来扭转诱抗剂对水稻:R6耐盐性的诱导作用,而PGP诱导剂处理相对诱抗剂处理的下降比较多,表明PGP诱导剂能通过降低幼苗MDA含量来加强诱抗剂对水稻R6的耐盐性诱导。同时PGP抑制剂与诱导剂处理的可溶性糖相对诱抗剂都下降,所以诱抗剂HI更能自我保护提高耐盐性,而PGP抑制剂通过减少可溶性糖扭转了诱抗剂对耐盐性的诱导。诱导剂与盐胁迫相比可溶性糖也只是少量增加,所以单独使用:PGP诱导剂通过提高可溶性糖含量诱导耐盐性作用不大。 2.41%盐胁迫下不同处理根组织石蜡切片与脯氨酸含量测定表明,诱抗剂与盐胁迫对根细胞没有损害作用,但PGP抑制剂CsA、VP和与诱导剂RFP对水稻根细胞有不同程度的损害作用,其中PGP抑制剂对细胞的损害最大。另外经其他处理后在1%NaCI胁迫下或直接受1%NaCl胁迫的幼苗与根脯氨酸积累量不同程度的升高,说明盐胁迫下水稻幼苗与根能通过增加体内脯氨酸含量调节抗性,但PGP抑制剂促使脯氨酸大量积累是一种伤害表现,而PGP诱导剂RFP处理,相对抑制了脯氨酸的积累,未能促进耐盐性的增强。 2.5 SDS-PAGE检测表明,1%盐胁迫下,不同处理使R6在幼苗与根源在不同时间碱性蛋白与中性蛋白有不同的变化。 2.6 ELISA内源激素测定结果表明,1%盐胁迫下,诱抗剂促进IAA由幼苗向根系转运,而PGP抑制剂CsA、VP通过抑制PGP产生抑制IAA向根部转运。单独使用PGP诱导剂处理的幼苗IAA含量大量增加,而根系IAA含量急剧下降。同时诱抗剂通过诱导PGP产生促进ABA由幼苗向根系转运,而PGP抑制剂抑制PGP产生减弱了PGP对ABA由幼苗向根系的转运,使ABA幼苗与根系比相对诱抗剂有所升高,同时也减少了整体ABA含量,扭转了PGP对抗性的诱导作用。而PGP诱导剂则通过诱导PGP产生促使ABA由幼苗向根系运转,使幼苗与根系比相对盐胁迫对照组有所降低。
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