钾离子在aba引起玉米根系脯氨酸积累过程中的作用课件

钾离子在钾离子在ABAABA引起玉米根系引起玉米根系 脯氨酸积累过程中脯氨酸积累过程中 的作用的作用 学生：张涛学生：张涛 本论文包括以下四个部分：本论文包括以下四个部分： 选题背景 材料与方法 结果与分析 讨论 选选 题题 背背 景景 植物在干旱条件下ABA含量会明 显增加，进而产生一些适应性生 理生化变化。 干旱时，植株ABA会促进体内脯 氨酸的积累，金属钾离子是否会 在其中起作用？ 干旱条件下植物体内干旱条件下植物体内ABAABA含量含量 增加带来的反应增加带来的反应 ABA可以作为一种正信号参与植物调节 生理活动。 ABA有引起叶片气孔关闭，影响叶片生 长，促进干旱诱导蛋白产生等功能。 调节基因表达，其过程一般认为是：胁 迫ABA合成胁迫诱导基因mRNA上升 基因表达产物的积累抗逆性提高。 ABAABA引起植物体内脯氨酸积累引起植物体内脯氨酸积累 的机制的机制 ABA能促进Pro增加的原因在于ABA促进 谷氨酸合成Pro的过程，而对Pro结合到蛋 白质的过程没有影响。 ABA诱导Pro的积累与pH有关。 ABA诱导Pro合成与Na+、K+有关。 本试验主要研究了钾离子在 水分胁迫下ABA引起玉米根 系Pro积累过程中的作用，旨 在进一步阐明ABA调控Pro的 机制。 材材 料料 与与 方方 法法 1.1 实验材料 玉米品种鲁玉14号和 掖单13号 1.2 材料培养与处理 1.2.1 材料培养 浸种12h，于 28光照培养箱中催 芽至胚根长约12cm，水培至一叶一心 期，用营养液培养至三叶期。 材材 料料 处处 理理 1、对照，用Hoagland营养液（缺钾）培养 2、KCl（10mmol/L）处理 3、钾离子通道抑制剂TEA（8mmol/L）处理 4、ABA（210-5mmol/L）处理 5、ABA（210-5mmol/L）和TEA(8mmol/L) 同时处理 6、ABA(210-5mmol/L)和KCl (10mmol/L)同 时处理 处理12小时后，用15%的PEG- 6000模拟中度水分胁迫处理。 用10%的PEG-6000模拟轻度水分 胁迫处理三天，分别取样，每个 处理设3次重复。 测定内容测定内容 游离脯氨酸含量的 测定：用 磺基水杨酸 提取植物体内游 离脯 氨酸。 游离氨基酸的测定。 结果与分析结果与分析 图1 K+对轻度水分胁迫下玉米幼苗根系脯氨酸积累 的影响 T1：PEG T2：PEG+KCl T3：PEG+TEA 图2:K+对玉米水分胁迫下ABA调控的脯氨酸积累的影响 T4:PEG+ABA T5:PEG+ABA+KCl T6:PEG+ABA+TEA 中度水分胁迫时K+对玉米幼苗根系ABA调 控的脯氨酸积累的影响 图3:K+在玉米水分胁迫时脯氨 酸积累过程中的作用 T1:PEG T2:PEG+KCl T3:PEG+TEA 图4:K+在玉米水分胁迫时脯氨酸积 累过程中的作用 T1:PEG T2:PEG+KCl T3:PEG+TEA 图5:K+在玉米水分胁迫时ABA 调控的脯氨酸积累过程中 的作用 T4:PEG T5:PEG+ABA T6:PEG+ABA+TEA 图6:K+在玉米水分胁迫时ABA调控 的脯氨酸积累过程中的作用 T4:PEG T5:PEG+ABA T6:PEG+ABA+TEA 中度水分胁迫下外源中度水分胁迫下外源ABAABA对渗透胁迫下玉对渗透胁迫下玉 米幼苗根系游离氨基酸积累的影响米幼苗根系游离氨基酸积累的影响 图7:K+对水分胁迫时ABA调控的游离 氨基酸积累过程中的作用(12小时) T1:PEG T2:PEG+KCl T3:PEG+TEA T4:PEG+ABA T5:PEG+ABA+KCl T6:PEG+ABA+TEA 图8:K+对水分胁迫时ABA调控的游离 氨基酸积累过程中的作用（24小时） T1:PEG T2:PEG+KCl T3:PEG+TEA T4:PEG+ABA T5:PEG+ABA+KCl T6:PEG+ABA+TEA 讨讨 论论 3.1 关于ABA在水分胁迫下作物根系渗 透调节物质积累中的作用 3.2 关于渗透胁迫下钾离子在ABA诱导 脯氨酸过程中的作用 关于关于ABAABA在水分胁迫下作物根在水分胁迫下作物根 系渗透调节物质积累中的作用系渗透调节物质积累中的作用 干旱胁迫下，植物感受胁迫产生干旱信号，从 而导致内源ABA浓度急剧上升，并对作物的许 多生理功能产生影响（许旭旦， 1988； Davies，1991）。 ABA增加诱导Rab（ response to ABA）基因表达（Peter，1994）及 逆境蛋白产生（Pruvot，1996）。 本试验表明，无论是轻度还是中度水分胁迫， 外源ABA及外源K+均能促进玉米幼苗根系游离 氨基酸的积累，尤其是促进脯氨酸的积累。可 认为ABA与控制脯氨酸合成的基因活化和表达 有关，而K+在这一过程中也起一定的作用。 关于渗透胁迫下钾离子在ABA 诱导脯氨酸积累过程中的作用 有研究表明，渗透胁迫下外源ABA 能使玉米幼苗根系保持较高的水势 ，由此可知ABA浸根处理引起脯氨 酸的积累可能与水分状况无关。 最近研究表明胁迫条件下，从谷氨 酸合成脯氨酸的过程中，吡咯啉-5- 羧酸合成酶（P5CS）是起关键作用 的酶。 合成P5CS的基因可以被两种不同的途径 所诱导：一条为依赖ABA的途径（ABA- dependence），起表达依赖于内源ABA 的积累或外源ABA的处理；另一条为 ABA非依赖型，其表达除受ABA的影响 外，还受其他因子如干旱、低温等的影 响。 另有研究表明，干旱条件下KCl处理，在 促进植物体内脯氨酸积累的同时，还可 以缓和植物的失水，提高植物对干旱的 适应能力（Udayakumar等，1976），并 伴有脯氨酸氧化的抑制（Huber等，1978 ）。 用KCl或NaCl高渗液处理植物时 ，植物内单价阳离子要达到一定 的阈值，脯氨酸才会积累。由于 植物有泌Na+机制，因而K+容易 达到这一阈值，表现出K+的促进 作用（Weimberg等，1982