《BMC Plant Biology》:Antioxidant and metabolic responses of Linum album cell culture to polyethylene glycol-induced drought stress
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亚麻(Linum album)在干旱胁迫下通过抗氧化酶(SOD、CAT等)活性增强缓解氧化损伤,同时代谢转向积累酚酸类(水杨酸、肉桂酸等)、黄酮类(槲皮素、芦丁等)及木脂素(鬼臼毒素等)物质,实现渗透调节和抗逆性提升。
摘要
由于干旱胁迫的影响,植物生长和生产力所需的生理和生化平衡受到了严重破坏。本研究探讨了Linum album细胞在干旱胁迫下的适应机制。我们观察了不同浓度聚乙二醇(PEG,0%、2.5%、5%、7.5%和10%)处理下,植物的氧化还原状态、初级代谢物和次级代谢物的变化。实验结果表明,PEG处理会降低植物的鲜重和含水量,同时增加干重,这表明植物在缺水条件下进行了渗透调节。在7.5%和10%的PEG处理下,过氧化氢和丙二醛的水平升高,可能是由于氧化应激和膜过氧化作用所致。同时,抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶)的活性显著增强,表明它们在减轻氧化损伤中发挥了作用。在5%的PEG处理下,一氧化氮水平的升高表明其具有浓度依赖性的调节作用,有助于Linum album的干旱适应。PEG处理还通过改变可溶性游离糖和氨基酸的含量,重新编程了植物的初级代谢物谱型。此外,苯丙氨酸氨解酶活性的增强伴随着多种酚类物质(水杨酸、肉桂酸、没食子酸、香豆酸、阿魏酸和咖啡酸)、黄酮类化合物(维特辛、儿茶素、芸香苷、白藜芦醇、大豆苷元、芹菜素和柚皮苷)以及木脂素(鬼臼毒素和6-甲氧基鬼臼毒素)的积累。总体而言,这些发现表明抗氧化酶的激活以及向酚类物质和渗透保护物质的代谢转化有助于Linum album在干旱胁迫下的抗逆性。
由于干旱胁迫的影响,植物生长和生产力所需的生理和生化平衡受到了严重破坏。本研究探讨了Linum album细胞在干旱胁迫下的适应机制。我们观察了不同浓度聚乙二醇(PEG,0%、2.5%、5%、7.5%和10%)处理下,植物的氧化还原状态、初级代谢物和次级代谢物的变化。实验结果表明,PEG处理会降低植物的鲜重和含水量,同时增加干重,这表明植物在缺水条件下进行了渗透调节。在7.5%和10%的PEG处理下,过氧化氢和丙二醛的水平升高,可能是由于氧化应激和膜过氧化作用所致。同时,抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶)的活性显著增强,表明它们在减轻氧化损伤中发挥了作用。在5%的PEG处理下,一氧化氮水平的升高表明其具有浓度依赖性的调节作用,有助于Linum album的干旱适应。PEG处理还通过改变可溶性游离糖和氨基酸的含量,重新编程了植物的初级代谢物谱型。此外,苯丙氨酸氨解酶活性的增强伴随着多种酚类物质(水杨酸、肉桂酸、没食子酸、香豆酸、阿魏酸和咖啡酸)、黄酮类化合物(维特辛、儿茶素、芸香苷、白藜芦醇、大豆苷元、芹菜素和柚皮苷)以及木脂素(鬼臼毒素和6-甲氧基鬼臼毒素)的积累。总体而言,这些发现表明抗氧化酶的激活以及向酚类物质和渗透保护物质的代谢转化有助于Linum album在干旱胁迫下的抗逆性。