《Ca2+,H2O2信號轉導參與亞精胺調控白三葉抗旱性機制研究》是彭燕為項目負責人，四川農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Ca2+,H2O2信號轉導參與亞精胺調控白三葉抗旱性機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：彭燕
- 依託單位：四川農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
白三葉為世界範圍內廣泛栽培的優良豆科牧草、重要的園林綠化和生態建設用草種，乾旱是白三葉生產套用中的主要制約因子。我們初步研究發現，適宜濃度的外源亞精胺能明顯提高白三葉抗旱性，並且Ca2+信號可能參與了調控作用。在此基礎上，本項目利用藥理學實驗、通過雷射共聚焦顯微及高效液相色譜檢測技術、結合酶活性和mRNA轉錄水平分析方法，研究亞精胺在調控白三葉抗旱性中：（1）誘發Ca2+、H2O2信號產生的來源及通過蛋白可逆磷酸化傳遞的途徑；（2）誘導抗氧化酶基因的特異性表達；（3）對抗氧化酶活性及內源多胺含量的調節；（4）探討Ca2+、H2O2與蛋白可逆磷酸化在調控白三葉抗旱性中可能存在的反饋或協同作用機制；（5）分析亞精胺誘導的信號傳導與多胺代謝及抗氧化脅迫的相互關係。研究結果對了解多胺參與植物逆境信號轉導機制及深入理解白三葉應答乾旱脅迫的分子機理具有重要意義，並為豐富白三葉抗旱栽培措施提供理論依據。
結題摘要
受全球氣候變化的影響，我國大部分地區的乾旱形勢日趨嚴峻，農作物乾旱受災面積逐年增加。白三葉是國內外建植人工草地和園林綠化的優良豆草，但在生產栽培中急需解決抗旱差這一嚴重製約因素。其中，有效施用外源植物生長調節劑是提高作物抗逆性的重要途徑之一。多胺是一種對多種逆境脅迫具有積極調節作用的生理活性物質，但在調控植物對逆境適應性中的信號轉導機制仍不清楚。本研究以廣泛栽培套用的‘拉丁諾’白三葉為試材，採用藥理學實驗、雷射掃描共聚焦顯微技術、高效液相色譜方法結合酶活性和mRNA轉錄水平分析，研究外源亞精胺調控白三葉抗旱性中，如何誘發Ca2+、H2O2信號產生及通過蛋白質可逆磷酸化傳遞的途徑，Ca2+、H2O2信號轉導對乾旱脅迫下白三葉抗氧化保護的影響以及它們在調控白三葉抗旱性中的相互關係。 主要研究結果包括：（1）在乾旱脅迫下，外源亞精胺顯著上調白三葉葉片SOD、CAT和POD等抗氧化酶基因的表達及其酶活，並有效促進了抗壞血酸-谷光甘肽循環代謝，從而提高白三葉的抗氧化能力；（2）添加了亞精胺的白三葉表現出積累更多的可溶性糖、甜菜鹼和脯氨酸等有機滲透調節物質；（3）白三葉內源多胺水平的調節顯著影響與核糖體結構和功能、胺基酸代謝、糖代謝、抗氧化防禦及逆境回響相關蛋白的表達；（4）亞精胺能夠分別激活Ca2+、H2O2多條信號產生途徑，誘導信號產生，且這兩種信號以互作的方式通過鈣調蛋白和鈣依賴蛋白激酶進行信號傳遞和信號級聯放大，從而激活下游的抗氧化基因表達及其酶活；（5）外源多胺可提高內源多胺水平，變動內源CTK、GA、IAA等植物激素含量，並調節回響GA、ABA蛋白的表達，表明多胺與其它植物激素互作調控白三葉對乾旱脅迫的耐受性。這些研究結果為深入開展多胺調節植物抗逆性的分子機制研究奠定了重要基礎；同時亦揭示了白三葉通過合成更多的多胺以應對乾旱脅迫這一適應性機制，為將多胺套用於白三葉的抗旱栽培中提供了理論依據和實踐技術。
