鎘脅迫及缺硫對水稻非蛋白巰基物質含量和谷胱甘肽硫轉移酶活性的影響.pdf

1、我國農(nóng)田鎘(Cd)污染已對水稻(Oryza sativa L.)的安全生產(chǎn)造成了嚴重的威脅，培養(yǎng)耐Cd水稻品種以減少稻米中Cd的含量，緩解Cd污染帶來的食品安全風險具有重要意義。包括谷胱甘肽(GSH)和植物螯合肽(PC)在內(nèi)的非蛋白巰基(NPT)物質在解除Cd毒害，減少Cd向地上部轉運的過程中發(fā)揮了重要作用。與GSH的代謝相關的酶類如谷胱甘肽硫轉移酶(GST)在植物抵抗Cd脅迫的過程中也發(fā)揮著重要作用。
　　 本文采用一系列的水

2、培試驗，研究了Cd脅迫下，水稻幼苗各部位Cd含量和NPT含量以及GST活性的動態(tài)變化，并通過缺硫(S)預處理來探討供S水平對水稻Cd吸收分配及NPT含量和GST活性的影響，此外，還利用SDS-PAGE電泳技術，對不同時期的水稻幼苗Cd脅迫下的GST蛋白量進行了分析。主要研究結果如下：
　　 1 Cd脅迫下水稻體內(nèi)NPT和GST的動態(tài)變化
　　 隨著50μmol·L-1的Cd脅迫時間的增加，水稻各部位的Cd含量不斷增加。C

3、d在不同部位的含量表現(xiàn)為：根部>根表吸附>地上部>木質部汁液。積累量表現(xiàn)為：脅迫5d前根部>地上部，5d后地上部>根部。GSH含量隨脅迫時間的增加而增加，PC和NPT含量根部脅迫前期增加，在5d時達到最大，然后下降，地上部NPT和PC含量變化不大。GST活性表現(xiàn)為先增后降。地上部硫代巴比妥酸反應產(chǎn)物(YBARS)含量隨脅迫時間而增加，根部表現(xiàn)為先降低，然后又增加。過氧化氫(H2O2)含量在Cd脅迫下先下降，在5d時含量最低，在7d又增加

4、至對照的水平。研究表明了巰基物質在解除Cd毒害過程中發(fā)揮著重要的作用，但其有一定的限度，50μmol·L-1Cd脅迫下5d是水稻體內(nèi)巰基物質解毒的最高限度。
　　 2缺S對Cd脅迫下水稻NPT和GST變化的影響
　　 通過設置缺S和Cd脅迫等處理，研究了水稻生長情況、幼苗Cd和巰基物質含量以及GST活性的動態(tài)變化。結果表明：Cd處理明顯抑制了水稻的生長，缺S預處理后，盡管水稻根部對Cd的吸收和向地上部的轉運都有所增加，但

5、Cd脅迫程度并未明顯增加。Cd脅迫顯著誘導了巰基物質(NPT、GSH和PC)的合成，但在缺S條件下，這些物質的含量較正常供S處理下的明顯降低。缺S預處理降低了水稻地上部和根部GST活性，但在Cd脅迫后，GST活性表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，而且缺S條件下根部GST活性比單一Cd處理的顯著增加。上述結果表明，巰基物質和GST在水稻抗Cd脅迫過程中互為補充，一定程度上減輕了Cd的毒性效應。
　　 3 Cd脅迫下水稻GST蛋白的SDS-

6、PAGE分析
　　 通過對水稻三葉期和萌發(fā)期幼苗的GST進行SDS-PAGE分析，研究了不同時期的水稻幼苗GST蛋白量的情況。結果表明：水稻三葉期根部和地上部的GST活性均表現(xiàn)為脅迫第1天下降，然后增加，在活性達到最大后又下降；而萌發(fā)期幼苗則表現(xiàn)為脅迫后GST活性增加，第2天時達最大，然后逐漸降低。萌發(fā)期幼苗的GST活性大于三葉期的。GST蛋白量與活性表現(xiàn)不完全一致：三葉期根部GST蛋白條帶第3天時最深，表現(xiàn)出活性滯后；地上部不