外源SA诱导黑大豆根系柠檬酸分泌缓解Al毒害

采用溶液培养的方法,以Al敏感型黑大豆(SB)为材料,研究外源添加水杨酸(SA)对Al胁迫下SB根生理生化指标和Al胁迫相关基因表达的影响,探讨外源SA缓解黑大豆Al毒害的分子机理。结果表明:低浓度(10,20!mol·L-1)SA缓解了Al毒引起的根伸长抑制,其中20!mol·L-1SA的缓解效果更明显;而高浓度SA和SA合成抑制剂多效唑(PAC)处理加重了Al毒引起的根伸长抑制;外源添加20!mol·L-1SA使Al胁迫下SB根尖MDA和H2O2含量下降,根系分泌物中柠檬酸的含量约是单独Al处理的2倍;基因表达分析表明外源添加20!mol·L-1SA促进Al胁迫下SB根中12个14-3-3亚型、质膜H+-ATP酶和柠檬酸通道蛋白(MATE)基因的表达;免疫共沉淀的结果表明外源添加20!mol·L-1SA提高了Al胁迫下质膜H+-ATP酶蛋白磷酸化水平及其与14-3-3蛋白结合能力;外源添加PAC的效果与外源添加SA的相反。外源SA可能通过诱导Al胁迫下MATE表达,提高14-3-3蛋白和质膜H+-ATP酶基因蛋白水平和互作,增加柠檬酸的分泌,增强黑大豆对Al毒害的耐受性。

外源添加IAA对铝胁迫下黑大豆根系生长的影响

铝对植物的毒害作用主要表现在抑制根系的生长和发育上。为了考察生长素(IAA)对铝毒的缓解效应,以铝耐受型黑大豆(简称RB)和铝敏感型黑大豆(简称SB)为材料,研究了铝胁迫下外源添加IAA对RB和SB根系生长的影响。结果表明:外源添加IAA可以明显缓解铝胁迫对RB和SB主根生长的抑制作用,并且能显著促进侧根的发育以及生物量的增加。RB在铝胁迫下外源添加不同浓度(0.5,1,25和50!mol·L-1)IAA后,主根长、侧根数目和长度、根冠比和鲜重与仅有铝胁迫处理相比随着IAA浓度的升高而升高。其中,在铝胁迫下外源添加50!mol·L-1IAA对RB的主根长、单位主根上的侧根数、侧根长、根冠比和鲜重促进效果最佳,与仅有铝胁迫处理相比分别增加了26.72%、110.69%、12.89%、58.76%和51.94%。与RB相似,SB在铝胁迫下外源添加不同浓度(0.5,1,25和50!mol·L-1)IAA处理后,其主根长、侧根数和侧根长、根冠比和总鲜重与仅有铝胁迫处理相比也得到有效的增加。在铝处理液中添加25!mol·L-1IAA对SB主根长、单位主根上侧根数目、侧根长、根冠比和鲜重的促进效果最佳,与仅有铝胁迫相比分别增加了41.02%、63.26%、16.01%、45.41%和39.43%。结果说明,外源添加IAA可以有效缓解铝对植物的毒害作用。

外源绿原酸缓解黑大豆SB铝毒害的机理研究

该文研究了外源绿原酸(CGA)对Al胁迫下铝敏感型黑大豆SB根生理生化指标以及根中胁迫相关基因表达的变化,探讨外源CGA缓解SB根铝毒害的效果及分子机理。以不同浓度Al和CGA处理SB,筛选出CGA缓解Al毒害的最佳浓度,测定Al含量、抗氧化系统酶活性、14-3-3蛋白与H^+-ATP酶的表达、H^+泵活性。结果表明:低浓度CGA能缓解Al胁迫下黑大豆SB根伸长抑制,并促进侧根数目增加,而高浓度CGA的缓解效果下降;0.01 g·L^(-1) CGA使Al胁迫下SB根尖Al含量与MDA含量下降,促进根系柠檬酸的分泌。RTPCR和Western Bloting分析表明0.01 g·L^(-1) CGA促进Al胁迫下SB根中14-3-3b、14-3-3m、14-3-3k和GHA2基因(质膜H^+-ATP酶)的表达,抑制MATE基因的表达。同时,0.01 g·L^(-1) CGA能促进Al胁迫下质膜H^+-ATP酶蛋白磷酸化水平以及其与14-3-3蛋白结合,且能提高质膜H^+-ATP酶和H^+泵活性。因此推测外源CGA可能通过增加侧根数,增强14-3-3蛋白和质膜H^+-ATP酶基因蛋白表达水平和互作,弥补Al胁迫下MATE表达的抑制,增加柠檬酸的分泌,增强SB对铝毒害的耐受性。