外源硅緩解CA誘導(dǎo)的黃瓜自毒脅迫的生理與分子機(jī)制

外源硅緩解CA誘導(dǎo)的黃瓜自毒脅迫的生理與分子機(jī)制

摘要：黃瓜是全球重要的蔬菜之一，在生長(zhǎng)過(guò)程中常受到自毒脅迫的影響，導(dǎo)致生長(zhǎng)發(fā)育受損。本研究旨在探討外源硅對(duì)CinnamicAcid（CA）誘導(dǎo)的黃瓜自毒脅迫的緩解作用，并研究其生理與分子機(jī)制。結(jié)果表明，外源硅可以顯著減輕黃瓜自毒脅迫引起的生長(zhǎng)抑制，提高根系活力和葉綠素含量。同時(shí)，外源硅還改善了黃瓜的根膜完整性，并抑制了CA誘導(dǎo)的過(guò)氧化物酶（PAL）和苯丙氨酸解氨酶（PAT）活性的升高。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，外源硅處理降低了CA誘導(dǎo)的黃瓜中亞硝酸鹽（NO2-）和過(guò)氧化氫（H2O2）的積累，減少了活性氧（ROS）的產(chǎn)生。在分子機(jī)制方面，外源硅處理抑制了CA誘導(dǎo)的黃瓜中ROS信號(hào)通路的激活，降低了過(guò)氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和類黃酮合酶（F3H）等相關(guān)基因的表達(dá)水平。綜上所述，外源硅可以通過(guò)調(diào)節(jié)黃瓜植株的生理代謝和ROS信號(hào)通路的表達(dá)規(guī)律，緩解CA誘導(dǎo)的黃瓜自毒脅迫。

關(guān)鍵詞：黃瓜、自毒脅迫、外源硅、CinnamicAcid、生理、分子機(jī)制

引言：

黃瓜（Cucumissativus）是世界上廣泛種植的蔬菜之一，但由于長(zhǎng)期連作和根系分泌物的積累，黃瓜常常遭受自毒脅迫，導(dǎo)致生長(zhǎng)發(fā)育異常受限。自毒脅迫會(huì)引起植物體內(nèi)產(chǎn)生過(guò)量的抗氧化物質(zhì)和活性氧，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致生長(zhǎng)受限和病害發(fā)生。因此，尋找一種能夠緩解自毒脅迫的方法，對(duì)于黃瓜的高效種植和生產(chǎn)具有重要的意義。

材料與方法：

1.植物材料：本研究選取黃瓜（Cucumissativus）品種“毛瓜寶”作為實(shí)驗(yàn)材料。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：將黃瓜幼苗分為對(duì)照組和處理組，對(duì)照組不施加任何處理，處理組在種植介質(zhì)中添加外源硅（10mmol/L）。

3.生理指標(biāo)測(cè)定：測(cè)定黃瓜根系活力、葉綠素含量、根膜完整性等生理指標(biāo)。

4.酶活性測(cè)定：測(cè)定過(guò)氧化物酶（PAL）和苯丙氨酸解氨酶（PAT）的活性。

5.活性氧測(cè)定：測(cè)定亞硝酸鹽（NO2-）和過(guò)氧化氫（H2O2）的含量。

6.基因表達(dá)分析：利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR對(duì)與活性氧代謝相關(guān)的基因進(jìn)行表達(dá)分析。

結(jié)果與討論：

1.外源硅顯著減輕黃瓜自毒脅迫引起的生長(zhǎng)抑制。處理組黃瓜的株高、葉片面積和根長(zhǎng)明顯高于對(duì)照組。

2.外源硅處理提高了黃瓜的根系活力和葉綠素含量，有利于植物的光合作用和養(yǎng)分吸收。

3.外源硅處理改善了黃瓜的根膜完整性，減少了有害物質(zhì)的進(jìn)入和根部細(xì)胞的損害。

4.外源硅處理抑制了CA誘導(dǎo)的PAL和PAT活性的升高，減輕了自毒脅迫引起的抗氧化劑代謝紊亂。

5.外源硅處理降低了CA誘導(dǎo)的黃瓜中NO2-和H2O2的積累，減少了ROS的產(chǎn)生，保護(hù)細(xì)胞免受活性氧的損害。

6.外源硅處理抑制了ROS信號(hào)通路的激活，減少了相關(guān)基因如POD、SOD和F3H的表達(dá)水平。

結(jié)論：

外源硅可以通過(guò)調(diào)節(jié)黃瓜植株的生理代謝和ROS信號(hào)通路的表達(dá)規(guī)律，緩解CA誘導(dǎo)的黃瓜自毒脅迫。進(jìn)一步研究有助于揭示自毒脅迫的分子機(jī)制，并為黃瓜種植與生產(chǎn)提供重要的理論依據(jù)和技術(shù)支持綜合以上研究結(jié)果，我們可以得出結(jié)論：外源硅可以調(diào)節(jié)黃瓜植株的生理代謝和ROS信號(hào)通路的表達(dá)規(guī)律，從而緩解CA誘導(dǎo)的黃瓜自毒脅迫。外源硅處理能夠顯著減輕黃瓜自毒脅迫引起的生長(zhǎng)抑制，提高植株的株高、葉片面積和根長(zhǎng)。此外，外源硅處理還能增強(qiáng)黃瓜的根系活力和葉綠素含量，改善根膜完整性，減少有害物質(zhì)的進(jìn)入和根部細(xì)胞的損害。此外，外源硅處理還抑制了PAL和PAT活性的升高，減輕了自毒脅迫引起的抗氧化劑代謝紊亂，并降低了NO2-和H2O2的積累，減少了ROS的產(chǎn)生，從而保護(hù)細(xì)胞免受活性氧的損害。此外，外源硅處理還抑制了ROS信號(hào)通路的激活，減少了相關(guān)基因如POD、SOD和F3H的表達(dá)水平。因此，外