根际硫酸盐对拟南芥植株干旱生理的调节作用

李晋圆，郝丽宏，仪慧兰

（山西大学 生命科学学院，山西 太原 030006）

0 引言

干旱影响植物生长发育，是限制农业生产的关键因素［1-2］。干旱胁迫引发植株体内活性氧（ROS）积累，破坏细胞氧化还原平衡，高水平ROS可使生物大分子蛋白质、核酸、膜脂等结构损伤、功能异常，继而影响植物生命活动［1］。作为固着生长的植物，遭遇干旱胁迫时，机体会迅速感知干旱信号，发生一系列生理性应答，如调节气孔开度减少水分散失，激活干旱响应基因调整细胞生理代谢过程，引发渗透调节物质脯氨酸等积累维持细胞膨压，诱导细胞抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽硫转移酶（GST）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）等活性升高、非酶抗氧化物如谷胱甘肽、抗坏血酸（AsA）等合成增加，以维持植株干旱生理［3-4］。研究发现，植株体内SO42-分布［5］、谷胱甘肽合成、GPX活性及硫还原过程对干旱生理有直接影响［6-8］。

硫作为植物必需的大量营养元素，在种子萌发、生长发育、逆境响应等生命活动中发挥着重要作用［8-9］。植物生长发育需要的硫主要是根从土壤中摄取的硫酸盐，由气孔进入的SO2也可作为硫营养的补充。植物细胞中的无机硫化合物，经硫同化途径合成半胱氨酸（Cys）［10］。Cys是许多重要生物分子，如蛋氨酸、谷胱甘肽等的前体物质。谷胱甘肽作为高效抗氧化剂或信号分子参与细胞氧化还原平衡，在维持细胞稳态中具有不可替代的作用［8］。前期我们发现，SO2暴露可诱导拟南芥和谷子植株抗氧化能力提高、渗透调节物质积累，对干旱的适应性增强［11-12］，同期发生的硫同化增强提供了细胞高水平的Cys、谷胱甘肽，促进了GST和GPX的高活性，在植株逆境适应中发挥了重要作用［13］。……