【摘 要】
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C4 型pepc(编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)基因水稻(PC)内源钙在调控耐旱性中的作用,我们利用PC 水稻和野生型水稻(WT),分析在PEG-6000(Polyethylene glycol-6000,PEG-6000)胁迫处理下,耐旱性表现.同时使用药理学方法,利用钙离子螯合剂和细胞内钙离子通道抑制剂,观察PC 水稻和WT 水稻对PEG-6000 胁迫处理的响应能力,同时测定过氧化氢(H2O2
【机 构】
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江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,江苏南京210014;南京农业大学生命科学学院,江苏南京210095
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C4 型pepc(编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)基因水稻(PC)内源钙在调控耐旱性中的作用,我们利用PC 水稻和野生型水稻(WT),分析在PEG-6000(Polyethylene glycol-6000,PEG-6000)胁迫处理下,耐旱性表现.同时使用药理学方法,利用钙离子螯合剂和细胞内钙离子通道抑制剂,观察PC 水稻和WT 水稻对PEG-6000 胁迫处理的响应能力,同时测定过氧化氢(H2O2)、一氧化氮(NO)以及脱落酸(ABA)含量,以及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenlpyruvatecarboxylase,PEPC),钙调素,抗氧化酶活性,并测定相关基因的表达.结果表明PEG 胁迫处理下尽管PC 水稻和WT 水稻表型上无差别,但是PC 水稻表现出较高的光合效率,延迟PC 水稻死亡.在响应干旱胁迫中PC 水稻表现出降低超氧阴离子自由基产生速率,快速清除叶片超氧阴离子含量,并且是依赖于内源钙.在PEG 胁迫下,PC 水稻表现出一定的耐旱性.进一步研究发现,PEG 胁迫处理提高PC 水稻叶片H2O2,NO 含量,而EGTA(Glycol-bis(b-aminoethylether)-N,N,N,N-tetraaxetic acid)和RR(Ruthenium red)处理降低或抑制其含量,但对ABA 无影响.认为内源钙通过非依赖于ABA 途径调控PC 水稻耐旱性.PEG 胁迫处理提高PC 水稻CaM 活性和基因表达,以及部分抗氧化酶活性,提高植株耐逆性.同时发现通过内源钙提高抗旱相关转录因子NAC6、bZIP60 基因表达和蛋白激酶CPK9(Ca2+-dependent protein kinase,CDPKs)基因表达,进一步提高PC 水稻对干旱的适应能力.本文研究表明PC 水稻内源钙偶联H2O2,NO 信号分子,提高PEPCase、CaM 以及部分抗氧化酶活性,增强抗旱相关转录因子和蛋白激酶基因表达,调控PC 水稻耐旱性.
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