小麦根系在碱胁迫下的生理代谢反应

文献类型： 中文期刊

第一作者： 郭瑞

作者： 郭瑞;周际;杨帆;李峰

作者机构：

关键词： 小麦;碱胁迫;根系;生长特性;代谢调控

期刊名称： 植物生态学报

ISSN： 1005-264X

年卷期： 2017 年 06 期

页码： 683-692

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 为明确碱胁迫对小麦(Triticum aestivum)根系离子组及代谢组的影响,探讨其响应变化规律及机制,该研究以小麦为实验材料,采用两种碱性盐(Na HCO3和Na2CO3)按摩尔比1:1混合模拟不同碱胁迫强度,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术结合多元变量分析方法,系统分析小麦根系在碱胁迫下的矿质元素、游离阴离子、代谢产物及代谢途径变化。结果显示:低浓度碱胁迫下小麦根系仍能维持一定的生长,但在高浓度碱胁迫下根系生长受到了明显抑制。当碱胁迫强度超过小麦根系调节能力时,根系中Na含量急剧增加的同时K含量明显减少。碱胁迫刺激根中Ca积累,而Mg、Cu和Fe含量呈现下降趋势。碱胁迫明显减少根中游离阴离子(主要是Cl–)含量。检测代谢物组包括有机酸、氨基酸、碳水化合物、嘧啶和嘌呤等70个代谢产物,主成分分析结果表明代谢物均分布在95%的置信区间内。碱胁明显迫促进苹果酸、琥珀酸等代谢物积累,但造成糖类(果糖、蔗糖)及多元醇(肌醇、山梨糖醇)和氨基酸(γ-氨基丁酸、丙氨酸)含量显著下降。结果表明:根系中Na+含量剧增,加上高pH值危害,导致根系生长率降低;与此同时,游离阴离子明显减少,造成根系内负电荷亏缺和pH不稳定,导致离子平衡遭到破坏,进而引起一系列代谢途径的协变反应。小麦根系在碱胁迫下糖酵解、细胞膜脂代谢和氨基酸合成受到明显的抑制,但三羧酸循环显著增强。这些结果表明碱胁迫(高pH值)对碳素合成和储存有明显的负效应,降低代谢合成碳骨架和能量,使得清除活性氧能力明显下降。碱胁迫下根外部质子缺乏造成NO3–含量降低,影响氮素吸收利用,导致氨基酸合成受阻。三羧酸循环增强为生成有机酸类化合物和调控pH平衡提供能量,这可能是植物适应碱胁迫的一种特殊对应策略。

分类号： S512.1

  • 相关文献

[1]拔节孕穗期小麦干旱胁迫下生长代谢变化规律. 郭瑞,周际,杨帆,李峰,李昊如,夏旭,刘琪. 2016

[2]不同类型小麦品种根系生长特性研究. 杨兆生,王俊娟,李铁庄,王海峰. 2002

[3]碱胁迫对小麦(Triticum aestivum Linn)叶片代谢过程的影响. 郭瑞,周际,杨帆,李峰. 2017

[4]亚麻响应盐、碱胁迫的生理特征. 郭瑞,李峰,周际,李昊儒,夏旭,刘琪. 2016

[5]面条、面包优质兼用小麦研究进展. 戴双,訾妍,巨伟,郭军,郭宪峰,程敦公,刘爱峰,王灿国,宋健民. 2021

[6]紫花苜蓿根系生长特性的品种比较. 陈超,明炜,莫本田,张瑜,罗天琼. 2014

[7]水稻植株对稻田甲烷排放影响的研究进展. 田婷,张青,蒋华伟,靖晶,姜红卫,李欣,江君,徐君. 2017

[8]农牧交错带天然草地植物种枯落物对小麦幼苗生长的影响. 袁航,侯扶江. 2009

[9]冬小麦籽粒生长特性及其遗传研究. 白云凤,赵吉平. 1998

[10]二氢卟吩铁对不同播期小麦产量及生长特性的影响. 胡蕾,孙一标,朱静雯,季英华,朱国永,魏利辉,王爱民. 2024

[11]小麦缺铁胁迫对苗期相关性状的影响. 樊庆琦,隋新霞,黄承彦,崔德周,李永波,楚秀生. 2018

[12]小麦缺铁胁迫苗期相关性状的聚类分析. 樊庆琦,楚秀生,隋新霞,崔德周,李永波,黄承彦. 2019

[13]采用立方体取样法提高小麦根系研究精准性的探讨. 杨一晨,杨习文,吴寅,黄源,徐利利,付锦州,郭芳芳,周苏玫,贺德先. 2021

[14]冬小麦根系干重对水分的反应类型. 崔四平,刘子会,李运朝,马春红,郭秀林,李广敏. 2006

[15]小麦根系扩展深度对旗叶衰老及光合产物分配的影响. 王法宏,王旭清,李松坚,于振文,余松烈. 2003

[16]烯效唑对晋中冬小麦生长发育及产量的影响. 梁笃. 2017

[17]小麦新品种济麦262抗旱性研究. 葛超,王灿国,韩冉,程敦公,李法计,郭军,宫文萍,刘成,曹新有,李豪圣. 2019

[18]小麦根系的生长与活力研究. 马丽荣,王鹤龄,李兴涛,盖王月. 2002

[19]不同类型小麦根系生长发育及分布规律的研究. 阎素红,王俊娟,梁文科,李亚兵,张立桢. 2000

[20]渗透胁迫下钙对小麦胚芽鞘和根系生长的影响. 郑桂珍,关军锋,李广敏. 2005

作者其他论文 更多>>

微信小程序