ZmOPR5参与玉米耐镉性生理机制的初步研究

摘要：

植物在重金属镉(Cd)胁迫环境下通过体内生理生化水平的改变来做出响应,其中一个重要的环节就是清除由重金属胁迫诱导的活性氧过程.本研究利用玉米Cd耐性自交系B73与敏感自交系Mo17为材料,分析了玉米ZmOPR5基因在Cd胁迫处理后根系和茎叶中的表达差异,结合相对干物质产量、丙二醛(MDA)含量、超氧自由基O2-、H2O2、Cd2+含量和Cd2+转移系数进行分析,以期揭示玉米Cd耐性差异的生理机制.结果 表明:ZmOPR5受Cd胁迫诱导,存在明显的基因型和组织部位差异.ZmOPR5相对表达量与H2O2含量、MDA含量、Cd2+转移系数和Cd2+含量均呈高度正相关关系,在Cd耐性自交系B73根系中与上述性状的相关系数分别为0.778、0.879、0.893和0.822,已达显著或极显著水平,由此表明ZmOPR5可能参与了玉米由Cd胁迫引发的抗氧化胁迫反应过程.此外,其他性状也存在基因型和组织部位差异的特征,性状间的相关系数在不同的材料和组织中表现不同.在B73根系中,ZmOPR5相对表达量,MDA含量,Cd2+转移系数和Cd2+含量均保持较高水平,因此推测,B73根系能吸收较多的Cd2+,并引发活性氧爆发,但高表达的ZmOPR5参与了活性氧自由基的清除过程,同时,B73根系中较高的Cd2+转移系数能够迅速将Cd2+转移至茎叶,并贮存于液泡中.以上研究结果对揭示自交系B73和Mo17具有Cd积累和耐性差异特征的生理机制具有一定的意义,同时也为进一步解析ZmOPR5参与玉米根系应答Cd胁迫响应的生理机制提供了一定的参考.

关键词：功能分析、镉胁迫、ZmOPR5、玉米

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资助基金：福建省属公益类科研院所专项;福建省财政专项—福建省农业科学院科技创新团队项目;福建省农业科学院科技创新项目;福建省农业科学院对外合作项目;福建省区域发展项目

在线出版日期：2020-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1245-1254