干旱胁迫下不同抗性狗牙根脯氨酸和甜菜碱代谢变化

以敏旱型Cd32和抗旱型Cd138狗牙根为对象,研究了2种类型狗牙根中脯氨酸和甜菜碱代谢的相关底物含量及酶活性对3种干旱处理的响应差异。结果表明,与正常灌溉相比,中度及重度干旱胁迫后狗牙根根系及叶片脯氨酸、甜菜碱含量均显著增加,重度胁迫下达到峰值,且叶片含量高于根系;干旱胁迫下Cd138与Cd32的脯氨酸含量差距较大。2份材料的叶片与根系脯氨酸代谢底物鸟氨酸含量在中度干旱达到峰值,而谷氨酸含量随干旱加剧在2份材料的根系及Cd32材料的叶中呈增加趋势,Cd138叶中呈降低趋势;P5CR、P5CS活性随干旱呈先增后降趋势,与对照相比显著增强,而P5CDH和ProDH活性则显著下降,导致供试狗牙根脯氨酸合成增强、分解受到抑制,特别是在Cd138叶中积累较多。Cd138的甜菜碱合成通路中两个关键酶BADH和CMO活性随干旱加重增强,Cd32的CMO活性在中度干旱时达到峰值(8.54 U/g),但仍然低于Cd138(8.99 U/g)。综上,狗牙根可通过促进脯氨酸、甜菜碱代谢来缓解干旱胁迫造成的伤害,脯氨酸代谢主要以谷氨酸途径为主,在甜菜碱代谢中,重度干旱下CMO在Cd32中下降,但在Cd138中仍能保持较高的活性,这可能是Cd138比Cd32更抗旱的原因之一。