甜菜碱提高植物抗逆性的作用及其作用机理

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1、江西农业学报2014，26(8):22～26ActaAgriculturaeJiangxi甜菜碱提高植物抗逆性的作用及其作用机理*王贵平，薛晓敏，路超，聂佩显，王金政(山东省果树研究所，山东泰安271000)摘要:综述了近年来甜菜碱在提高植物抗逆性方面的应用现状，结合抗逆生理基础的讨论，分别对各种逆境下甜菜碱的作用进行了概述，对甜菜碱的作用机理进行了小结，并对今后甜菜碱在植物抗逆方面的研究前景进行了展望。关键词:甜菜碱;环境胁迫;生理基础;作用机理中图分类号:S435．663文献标志码:A文章编号:1001－8

2、581(2014)08－0022－05ＲoleofGlycinebetaineinImprovementofPlantStressＲesistanceandItsActionMechanism*WANGGui－ping，XUEXiao－min，LUChao，NIEPei－xian，WANGJin－zheng(ShandongPomologyＲesearchInstitute，Tai’an271000，China)Abstract:Thisarticlereviewstheapplicationstatusofg

3、lycinebetaineinenhancingplantstressresistanceinrecentyears，sumsuptherolesandactionmechanismsofglycinebetaineinimprovingthestressresistanceofplantsundervariousstressesbasedonthephysiologicalbasisofstressresistance，anddiscussestheresearchprospectsofglycinebeta

4、ineapplicationintheimprovementofplantstressresistanceinthefuture．Keywords:Glycinebetaine;Environmentalstress;Physiologicalbasis;Actionmechanism甜菜碱是一种水溶性生物碱，是甘氨酸甜菜碱下，植物细胞将吸收的大量盐离子贮存于液泡，从而降(Glycinebetaine，GB)的简称，化学名称为N－甲基代氨低了细胞质中盐的浓度，但同时增大了液泡与细胞质基酸，广泛存在于植物中，在逆

5、境下，它的积累可以增之间的渗透势差，从而导致细胞质失水，造成机械损强植物的抗性。从20世纪80年代以来，对甜菜碱的伤。研究发现，大麦、菠菜受盐胁迫时，甜菜碱含量增［1］抗逆性研究越来越受到研究者的关注，本文结合抗逆加了3～6倍。甜菜碱的积累水平与植物的耐盐性［2］生理基础研究，对近年来甜菜碱在植物抗逆上作用作呈正相关。外源甜菜碱的施加也能增强植株的耐盐［3－5］一综述。性;在盐胁迫下，含有甜菜碱合成基因的玉米幼苗1甜菜碱与植物的抗盐性生长，如干物质积累、叶片伸展速率和株高增长速率受到较小抑制，进一步研究分析表明

6、，这主要与其保持了1．1植物耐盐的生理基础植物耐盐性是指植物在较高的叶片相对含水量、较高的碳同化率、较大的膨压含有高浓度盐分离子的基质中完成它的生长与生命周有关，这说明了甜菜碱通过渗透调节功能提高了植物期的能力。不同的生物有不同的耐盐机制，高等植物［2］对盐胁迫的抗性。对盐适应的一种普遍现象是细胞质的区隔化，把盐分在盐胁迫下，甜菜碱还有重要的“非渗透调节”功隔离在一定的区域内，不向其他细胞器扩散，即分室效能，如保护细胞内蛋白质和代谢酶类，维持酶的活性，应或离子区域化作用(Compartmentalization

7、)。植物对［6－7］甚至可以起到稳定膜的作用。Nomura等认为，在盐分胁迫的反映和适应是一个复杂的生理过程，既有受到盐胁迫的细胞中，甜菜碱似乎起到了一种低分子蛋白质、核酸、碳水化合物等结构和能量物质的代谢，量的伴侣分子(Chaperone)作用，稳定酶蛋白的构象，也有酶、激素等生长调节物质的合成与激活。在这一并使酶处于具备功能的状态，从而部分抵消了高盐浓系列的反应过程中，包含着离子交换与吸附、信号刺激［8］度的有害影响。与传递、基因活化与合成。其中渗透调节起着中枢的作用，承前启后，是植物耐盐反应过程中关键的一

8、环。2甜菜碱与植物的抗旱性1．2甜菜碱对盐胁迫下植物的保护作用在盐胁迫2．1植物对水分胁迫的感知目前，关于植物如何感收稿日期:2014－03－07基金项目:山东省自然科学基金项目(ZＲ2011CM034);现代农业产业技术体系建设专项(CAＲS－28)。作者简介:王贵平(1980─)，女，山东菏泽人，助理研究员，博士，主要从事水果遗传育种与栽培生理研究。*通讯作者:王金政。8期王贵平等