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二氧化硫暴露对谷子幼苗气孔运动、脯氨酸代谢和抗氧化酶系统的影响
引用本文:杨浩,韩彦莎,仪慧兰. 二氧化硫暴露对谷子幼苗气孔运动、脯氨酸代谢和抗氧化酶系统的影响[J]. 环境科学学报, 2019, 39(8): 2747-2753
作者姓名:杨浩  韩彦莎  仪慧兰
作者单位:山西大学生命科学学院,太原,030006;山西大学生命科学学院,太原,030006;山西大学生命科学学院,太原,030006
基金项目:国家自然科学基金(No.31500504);山西省高等学校科技创新项目(No.2017102)
摘    要:二氧化硫(SO_2)是一种有毒的大气污染物,主要经气孔进入植物体内.目前对于SO_2毒性的研究多集中在氧化损伤方面,关于SO_2对植物脯氨酸代谢的影响及相关分子机制的研究还很少.本文以谷子幼苗为材料,研究了不同浓度SO_2气体暴露对叶片气孔运动、脯氨酸代谢和抗氧化酶系统的影响.结果显示,10 mg·m~(-3) SO_2熏气对谷子幼苗的叶片形态、相对含水量、气孔开度、脯氨酸含量及抗氧化酶活性均无明显影响.30 mg·m~(-3) SO_2暴露24~72 h后,叶片出现明显的受损症状,相对含水量降低,叶面气孔开度减小;30 mg·m~(-3) SO_2熏气导致叶中脯氨酸含量显著增加,脯氨酸脱氢酶(PDH)活性明显升高.同时,长时间的SO_2胁迫可诱导SiPDH基因表达上调,而脯氨酸合成相关基因SiP5CS、SiP5CR表达受到明显抑制.此外,谷子幼苗暴露于30 mg·m~(-3) SO_2时,叶中超氧阴离子(O■)产生速率与对照相比显著提高,诱导超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强,从而将过氧化氢(H_2O_2)含量维持在正常水平.以上结果表明,SO_2对谷子的毒性效应具有浓度依赖性.高浓度SO_2暴露下,谷子能够通过控制气孔开放、调节脯氨酸代谢和抗氧化酶活性等过程来适应SO_2胁迫.

关 键 词:谷子  SO2  气孔能  脯氨酸  抗氧化酶
收稿时间:2018-12-10
修稿时间:2019-01-17

The effect of SO2 exposure on stomatal movement, proline metabolism and antioxidant enzyme system in foxtail millet seedlings
YANG Hao,HAN Yansha and YI Huilan. The effect of SO2 exposure on stomatal movement, proline metabolism and antioxidant enzyme system in foxtail millet seedlings[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2019, 39(8): 2747-2753
Authors:YANG Hao  HAN Yansha  YI Huilan
Affiliation:School of Life Science, Shanxi University, Taiyuan 030006,School of Life Science, Shanxi University, Taiyuan 030006 and School of Life Science, Shanxi University, Taiyuan 030006
Abstract:
Keywords:foxtail millet  SO2  stomata  proline  antioxidant enzyme
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