NO_3~–缓解小麦根部NH_4~+毒性机理

刘笑; 杜琬莹; 张云秀; 唐成名; 李华伟; 夏海勇; 樊守金; 孔令安; 《植物学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：该研究探讨了小麦(Triticum aestivum)根系NH_4~+毒性以及NO_3~–缓解其毒性机理。与7.5 mmol·L~(–1) NO_3~–处理(CK)相比,7.5 mmol·L~(–1) NH_4~+处理(SA)抑制小麦根系生长,添加1 mmol·L~(–1) NO_3~–(AN)后缓解了对根系生长的抑制。转录组分析表明,与CK相比,SA处理下,编码糖酵解途径酶、发酵关键酶、呼吸爆发性氧化酶同源物(Rbohs)、交替氧化酶(AOX)和双加氧酶相关基因显著上调表达;编码TCA循环酶、ATP合酶和水通道蛋白(AQPs)相关基因显著下调表达。与SA相比,AN处理下,糖酵解、发酵途径、Rbohs、AOX和双加氧酶相关基因的表达下调,编码TCA循环酶、ATP合酶和AQPs的基因表达上调。蛋白质组分析表明,SA处理下,糖酵解与发酵相关酶以及AOX相关基因表达上调,而AQPs相关基因表达下调。AN处理下,糖酵解与发酵相关酶以及AOX相关基因表达下调,AQPs相关基因表达上调。综上所述,单独NH_4~+处理促进糖酵解和发酵途径,抑制TCA循环,能量生成减少,最终抑制小麦根系生长,这可能与NH_4~+处理引起根系缺O_2胁迫有关。添加NO_3~–后抑制了糖酵解和发酵途径,促进TCA循环和能量产生,显著缓解了根系缺O_2胁迫以及NH_4~+对根系生长的抑制。

关键词： 能量代谢 发酵 根 三羧酸循环 小麦