基于EMP和TCA循环途径研究硅对干旱胁迫下党参多糖合成的调控

Silicon-mediated Regulation on Polysaccharides Synthesis of Codonopsis pilosula under Drought Stress Based on EMP and TCA cycle Pathways

二维码有效期 120s

摘要近年来,极端气候频发、雨水分布不均,造成党参(Codonopsis pilosula)关键生育期缺水,导致质量和产量下降.针对这一问题,该研究以党参为对象,从糖酵解(EMP)及三羧酸循环(TCA)角度探究硅对干旱胁迫下党参多糖合成的调控效应.设置正常水分(CK)、15%PEG-6000干旱(D)及施加硅后再15%PEG-6000干旱(Si+D)3个处理组,Si+D组在干旱处理前第7天每盆施用200 mL 2 mmol?L-1硅酸钾溶液,干旱处理至7、14、21 d时取样,测定EMP及TCA相关代谢物含量、酶活性和基因相对表达量,同时测定党参多糖及其生物合成相关物质含量,综合分析硅对干旱胁迫下党参多糖合成的调控.结果表明:(1)干旱胁迫导致党参光合色素含量降低,加速蔗糖、果糖及葡萄糖等物质消耗,促进EMP和TCA途径中的能量消耗用于淀粉、多糖等物质的合成及积累,存在产量和质量消长的现象.(2)硅的施用提高了党参叶片相对含水量、光合色素含量、蔗糖及果糖含量,降低了淀粉合成相关酶活性、增强了淀粉分解相关酶活性,导致淀粉、多糖含量下降,但党参整体产量提高;硅促进干旱胁迫下党参EMP途径,阻止TCA过程,使得EMP终产物丙酮酸合成柠檬酸并积累.硅的施加通过影响党参光合作用、调控EMP及TCA途径能量生成及分配,增强党参抵御干旱的能力,整体上对党参多糖的合成及质量、产量起到了正向的调控作用.但随着干旱胁迫时间的延长,调控效应有逐渐减弱的趋势.