在植物体内,GABA 的代谢途径主要通过 GABA 支路来完成,其中有三个关键性的酶:谷氨酸脱羧酶(enzyme glutamate decarboxylase,GAD)、GABA 转氨酶(GABA transaminase,GABA-T)和琥珀酸脱氢酶(succinic semialdehyde dehydrogenase,SSADH) [8]。GABA支路已经发现与很多植物的生理反应相关,包括调节细胞质的pH、碳向 TCA循环的流动、氮的代谢、氧化胁迫的防御作用和作为信号分子的作用[5]。研究表明,在各种逆境条件下,L-谷氨酸在 L-谷氨酸脱羧酶(GAD)催化下经 α-脱羧后,GABA 含量迅速增加;GABA 在 GABA 转氨酶催化下,与丙酮酸发生转氨作用生成琥珀酸半醛和丙氨酸,前者在琥珀酸半醛脱氢酶作用下氧化生成琥珀酸,后者进入三羧酸循环[9],对提高植物抗逆性有重要的意义。 研究表明,在逆境胁迫下 GABA 可以增强植株抗逆性[5],目前已经有对 GABA 缓解低氧[10]、低温[11]、高温[12]等胁迫的机制研究,而研究铵胁迫下 GABA 与水稻抗铵毒害能力的关系也具有重要的意义。本实验室前期发现,GABA可以缓解铵毒害,通过降低NH4+的积累、阻止NH4+同化吸收来降低过量 NH4+给植物带来的不利影响,并补充植物体在铵同化过程中消耗的 C,文持C/N 平衡来缓解铵毒害[13]。所以,本实验目的就是探讨在铵胁迫这种逆境下 GABA是否通过抗氧化这个系统来抵御逆境伤害。 本实验以水培水稻幼苗为材料,研究铵胁迫下,外源GABA处理对ROS 含量和水稻幼苗抗氧化酶活性的影响,试图探讨高铵胁迫下, GABA和ROS代谢的关系, 研究GABA是否可以通过抗氧化系统帮助植物抵御铵毒害。
1 材料与方法 1.1 NH4Cl浓度筛选 选取籽粒饱满的日本晴种子,用 75%乙醇消毒 1min,去离子水冲洗 4-5 次,置于30℃的暗培养箱浸种1 天,然后进行催芽,待水稻种子露白之后进行水培,一天之后选取生长一致的水稻幼苗进行不同浓度的 NH4Cl(0、3、10、20、30 mM)处理,处理三天之后取样,对比幼苗根生长状况。 1.2 GABA 浓度筛选 选取籽粒饱满的日本晴种子,用 75%乙醇消毒 1min,去离子水冲洗 4-5 次,置于30℃的暗培养箱浸种1 天,然后进行催芽,待水稻种子露白之后水培,一天之后选取生长一致的水稻幼苗,分为五组分别进行如下处理:(A)高铵胁迫水培处理;(B)高铵胁迫+GABA 1.5mmol/L水培处理;(C)高铵胁迫+GABA 3mmol/L水培处理;(D)高铵胁迫+GABA 6mmol/L水培处理;(E)高铵胁迫+GABA 9mmol/L水培处理(其中高铵胁迫处理使用上文中筛选出的合适的 NH4Cl 浓度),处理三天之后取样,对比幼苗根生长状况。 γ-氨基丁酸通过提高抗氧化酶活性缓解水稻铵毒害(2):http://www.751com.cn/shengwu/lunwen_36882.html