水分逆境对发草脯氨酸及其代谢途径的影响

本研究以发草为研究对象,通过盆栽模拟水分胁迫,研究干旱、水涝胁迫下发草地上部分及根系中脯氨酸(Pro)积累状况及其代谢途径中底物、中间产物和关键酶的变化。结果显示:1)干旱胁迫和水涝胁迫均使发草Pro含量显著升高(P<0.05),相同的水分处理下发草地上部分及根系中Pro含量相差不大。2)干旱胁迫和水涝胁迫下,发草地上部分和根系中谷氨酸(Glu)含量均显著下降(P<0.05),相同的水分处理下根系中Glu含量大于地上部分。水分胁迫使发草地上部分的鸟氨酸(Orn)含量显著下降(P<0.05),而根系中Orn含量没有显著变化。同时,干旱胁迫和水涝胁迫下,发草地上部分和根系中Δ^(1)-吡咯琳-5-羧酸合成酶、鸟氨酸转氨酶(δ-OAT)、Δ^(1)-吡咯琳-5-羧酸还原酶的活性均显著增强(P<0.05),且地上部分δ-OAT活性强于根系。另外,Δ^(1)-吡咯琳-5-羧酸脱氢酶和脯氨酸脱氢酶活性显著降低(P<0.05)。研究结果表明发草通过积累Pro缓解干旱和水涝胁迫,地上部分Pro的积累是Glu途径和Orn途径协同作用的结果,但根系中Pro的积累以Glu途径为主。