二氧化硫暴露对谷子幼苗气孔运动、脯氨酸代谢和抗氧化酶系统的影响

摘要：

二氧化硫(SO2)是一种有毒的大气污染物,主要经气孔进入植物体内.目前对于SO2毒性的研究多集中在氧化损伤方面,关于SO2对植物脯氨酸代谢的影响及相关分子机制的研究还很少.本文以谷子幼苗为材料,研究了不同浓度SO2气体暴露对叶片气孔运动、脯氨酸代谢和抗氧化酶系统的影响.结果显示,10 mg·m-3 SO2熏气对谷子幼苗的叶片形态、相对含水量、气孔开度、脯氨酸含量及抗氧化酶活性均无明显影响.30mg·m-3 SO2暴露24～72 h后,叶片出现明显的受损症状,相对含水量降低,叶面气孔开度减小;30 mg·m-3 SO2熏气导致叶中脯氨酸含量显著增加,脯氨酸脱氢酶(PDH)活性明显升高.同时,长时间的SO2胁迫可诱导SiPDH基因表达上调,而脯氨酸合成相关基因SiP5CS、SiP5CR表达受到明显抑制.此外,谷子幼苗暴露于30 mg·m-3 SO2时,叶中超氧阴离子(O2-)产生速率与对照相比显著提高,诱导超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强,从而将过氧化氢(H2O2)含量维持在正常水平以上结果表明,SO2对谷子的毒性效应具有浓度依赖性.高浓度SO2暴露下,谷子能够通过控制气孔开放、调节脯氨酸代谢和抗氧化酶活性等过程来适应SO2胁迫.

关键词：谷子、SO2、气孔能、脯氨酸、抗氧化酶

所属期刊栏目：39

分类号：X171.5(环境生物学)

资助基金：国家自然科学基金31500504;山西省高等学校科技创新项目2017102

在线出版日期：2019-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2747-2753