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葡萄根部低氧和缺氧忍耐對(duì)代謝活性和K+流速的影響

瀏覽次數(shù):2726 發(fā)布日期:2011-8-15  來(lái)源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
      植物通常要提高在低氧環(huán)境中對(duì)氧氣的忍耐能力以應(yīng)對(duì)氧氣不足的情況。低氧前處理(HPT)可以提高植物的糖酵解能力、更高的ATP水平和能量交換。離子轉(zhuǎn)運(yùn) ATPase是主要的ATP的消耗過(guò)程,這個(gè)過(guò)程是細(xì)胞為下調(diào)ATP的需求和對(duì)氧氣短缺的反應(yīng),影響細(xì)胞代謝和整個(gè)植物的營(yíng)養(yǎng)狀況。然而,在低氧前處理的根尖中這個(gè)過(guò)程如何調(diào)節(jié)一直沒(méi)有證據(jù)。
 
      為了回答這個(gè)問(wèn)題,意大利的科學(xué)家評(píng)價(jià)了HPT對(duì)兩種葡萄在代謝過(guò)程中的各種變化。他們比較了對(duì)氧氣敏感和抗性的兩種葡萄,發(fā)現(xiàn)低氧前處理(HPT)提高了對(duì)缺氧的忍耐力。通過(guò)測(cè)定熱量的產(chǎn)生,丙酮酸脫酸酶(PDC)的活性、乙醇脫氫酶(ADC)的活性、乙醇、ATP的產(chǎn)生,以及使用非損傷微測(cè)技術(shù)測(cè)定K+流速。結(jié)果表明HPT是一種有效的處理方法,能夠維持缺氧條件下葡萄可持續(xù)的代謝行為,特別是敏感品種V. rupestris。提高低氧忍耐力主要是由于促進(jìn)了酒精發(fā)酵中關(guān)鍵酶的活性(ADC和PDC)、保持高水平的呼吸能力、熱和ATP的產(chǎn)生沒(méi)有明顯下降,以及更好的離子平衡能力和K+通道能夠發(fā)揮功能。
 
       K+在維持胞質(zhì)平衡和調(diào)節(jié)細(xì)胞膨壓過(guò)程中起到重要作用,HPT對(duì)根部遭受缺氧條件下K+吸收的影響是為了評(píng)價(jià)離子平衡的適應(yīng)作用。HPT能夠顯著減少K+的膜滲透性,進(jìn)而保持離子平衡,提高植物在脅迫條件下的存活率。本研究如果能夠使用非損傷微測(cè)技術(shù)測(cè)定氧氣流速,則能夠以氧氣為中心提出氧氣對(duì)植物根部代謝和離子平衡作用的模式圖。
 
關(guān)鍵詞:缺氧(Anoxia),環(huán)己酰亞胺(Cycloheximide),低氧(Hypoxic),K+流速,葡萄(Vitis)
參考文獻(xiàn):Sergio Mugnai et al, Plant and Cell Physiology, 2011, 52: 1107-1116.
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上圖:不同品種的葡萄根部在不同處理(正常含氧量, HPTNHPT)下不同區(qū)域的K+流速圖譜。
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