锰素对甘蔗脯氨酸合成积累的影响

以粤糖55为材料,设6个锰处理水平,分别在正常水分和干旱条件下,通过桶栽试验,测定叶片的叶绿素、脯氨酸含量与Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和δ-鸟氨酸转氨酶(δ-OAT)活性及其基因表达。结果表明,随着施锰量的增加,2种水分条件下,所有测定指标均呈先增加后减小的趋势。干旱胁迫下,脯氨酸含量在锰浓度为0.8 g·kg^(-1)时达到最大;δ-OAT,P5CS活性与叶绿素含量在锰浓度为0.4 g·kg^(-1)时达到峰值;δ-OAT,P5CS基因表达量则是在0.2 g·kg^(-1)供锰条件下最大。正常水分下,叶绿素含量、脯氨酸含量、δ-OAT活性变化与干旱胁迫时相似;P5CS活性在0.8 g·kg^(-1)时达到最大,但增幅不大。统计分析结果表明,正常水分和干旱胁迫条件下,与脯氨酸含量的简单、偏相关系数和直接通径系数均达到极显著水平的分别是P5CS活性和δ-OAT活性。由此认为,在砖红壤土中,为保证甘蔗具有较强抗逆性,甘蔗的施锰量应为0.2~0.4 g·kg^(-1)。在锰的影响下,干旱胁迫时,甘蔗脯氨酸的合成途径以鸟氨酸途径为主;正常水分时,脯氨酸的合成则是谷氨酸途径更占优势。