基于脯氨酸合成积累的甘蔗分蘖期耐旱生理效应分析

为探究干旱胁迫下分蘖期甘蔗植株内游离脯氨酸积累及其合成关键酶的响应机制,以甘蔗品种ROC22为材料进行桶栽干旱胁迫实验,测定生长于7种不同土壤水分下的甘蔗叶片中丙二醛含量、电导率、游离脯氨酸含量以及δ-OAT、P5CS、SOD的活性。结果表明,随着干旱胁迫强度增大,植株体内不同程度地激活了P5CS、δ-OAT、SOD的活性,合成积累了大量的游离脯氨酸,以抵抗丙二醛等氧化物的积累所造成对细胞膜透性的破坏。但在沙土的土壤水分为2.64%(相对持水量21.2%)时,达到了ROC22的萎蔫系数。相关统计分析结果,6个甘蔗生理指标间的简单正相关均达到了显著水平。偏相关分析结果,细胞膜透性分别与P5CS活性、脯氨酸含量为负的偏相关且达到了显著水平,丙二醛、δ-OAT、SOD分别与脯氨酸含量的偏相关系数均到达了极显著水平。此外,P5CS与SOD存在共线性,多元相关性分析表明P5CS对游离脯氨酸积累的作用显著地大于δ-OAT,在干旱胁迫下,甘蔗脯氨酸的两个合成途径表现为以Glu→Pro途径主,Orn→Pro途径为辅。

Analysis of Drought to Lerance Physiological Effect Based on Proline Biosynthesis and Accumulation at the Tillering Stage in Sugarcane