CN110447658A - 硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用，属于植物抗胁迫领域。本发明的硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用，通过提高玉米幼苗PM H⁺‑ATPase活性，进而提高盐胁迫相关离子运输来提高玉米抗盐性能促进玉米植株生长；操作简单方便，为植物的抗盐性研究提供一定的基础，具有很好的经济效益和社会价值；本发明采用用硫氢化钠作为硫化氢的供体，直接用双蒸水配成母液，操作简单快捷。

Description

硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用

技术领域

本发明属于植物抗胁迫领域，尤其是硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用。

背景技术

目前，土壤盐渍化的面积在逐步扩大，严重降低了世界上的粮食产量。盐分胁迫对植物的伤害包括原初伤害和次生伤害。原初伤害包括离子毒害(离子胁迫)和渗透胁迫，提高植物或作物的抗盐能力便成了紧迫的课题。在长期自然选择过程中，植物通过自身的调节来适应环境。研究表明，植物有许多种机制来适应盐胁迫下的环境，包括生长，代谢、渗透及细胞信号传导调节等途径。玉米是我国的重要的粮食作物之一，并且是盐敏感作物。研究玉米耐盐性的作用机理，有助于促进盐碱地条件下的玉米高产稳产对进一步加强盐碱土的治理和开发具有重要意义。目前提高玉米抗盐性的途径主要有，利用转基因技术培育抗盐玉米新品种；进行合理有效的施肥和整地处理；筛选耐盐玉米品种是最常用的途径，但存在周期长，研究手段复杂，对预期结果不能及时把控等问题。

质膜H⁺-ATP酶(Plasma membrane H⁺-ATPase，PM H⁺-ATPase)是广泛存在于植物质膜和各种内膜系统中的一种膜蛋白，在细胞代谢过程中起着重要的作用。PM H⁺-ATPase参与多种环境逆境胁迫，被誉为植物细胞的主宰酶，水解ATP产生能量并把H⁺泵出胞外，为细胞营养物质的跨膜运输提供H⁺和动力，参与植物生长发育过程。PM H⁺-ATPase不仅能够维持细胞pH的稳定，还能够为离子的运输提供驱动力。在细胞质膜上有SOS1等Na⁺/H⁺逆向转运体，它们的活动需要由H⁺-ATPase提供能量和跨膜电势。在植物细胞PM H⁺-ATPase发现以来的二十多年中，对其结构和功能的研究已取得了实质性的进展。但是PM H⁺-ATPase对逆境胁迫的反应的研究刚刚开始，不同研究者有不同的意见。盐胁迫下，不同植物体以及同种植物不同器官中其PM H⁺-ATPase的活性的变化是不同的。有研究表明，大麦根PM H⁺-ATPase活性在盐胁迫下降低了20～30％(Kousei，et al.)。盐胁迫下，植物通过调节PM H⁺-ATPase活性来提高离子转运蛋白的表达水平，调节细胞体内外的离子平衡，维持胞质内的正常离子成分和浓度，对于植物抵抗盐胁迫具有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于解决玉米幼苗在盐胁迫环境中体内PM H⁺-ATPase活性降低的问题，提供硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用；

进一步的，硫氢化钠的浓度为n，0<n≤500μM。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用，通过提高玉米幼苗PM H⁺-ATPase活性，进而提高盐胁迫相关离子运输来提高玉米幼苗抗盐性能促进玉米植株生长；操作简单方便，为植物的抗盐性研究提供一定的基础，具有很好的经济效益和社会价值；本发明采用硫氢化钠作为硫化氢的供体，直接用双蒸水配成母液，操作简单快捷。

附图说明

图1为本发明的硫化氢处理对盐胁迫下玉米生长的影响图，其中，1(a)为不同浓度的NaHS对盐胁迫下玉米幼苗生长的影响，1(b)为不同浓度的NaHS对玉米根长的影响，1(c)为不同浓度的NaHS对玉米株高的影响，1(d)为不同浓度的NaHS对玉米幼苗膜脂过氧化产物丙二醛含量的影响；

图2为本发明的不同浓度硫化氢对玉米幼苗PM H⁺-ATPase活性的影响图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例1

取含有大小一致的两片真叶的幼苗，转移到五组含NaCl及不同浓度硫化氢的1/4Hoagland营养液中，将五组实验均放置光照培养间中培养，培养3天，对其生长指标进行测量；

五组实验中的营养液的组分如下：0、100mM NaCl、100μM NaHS+100mM NaCl、200μMNaHS+100mM NaCl、500μM NaHS+100mM NaCl，NaHS母液为500mM的母液B(现用现配)，分别对应实验1-实验5；每组玉米有4个平行实验，每个平行实验含有1株玉米幼苗。

参见图1，图1为本发明的硫化氢处理对盐胁迫下玉米幼苗生长的影响图，其中，1(a)为不同浓度的NaHS对盐胁迫下玉米幼苗生长表型的影响，结果显示，200μM的NaHS对促进效果最为明显，根长株高明显增加；1(b)为不同浓度的NaHS对玉米幼苗根长的影响，结果表明，在加入外源硫化氢后，相比100mM NaCl单独处理，外源硫化氢处理可使其根长增加，其中200μM的NaHS最为明显，与100mM NaCl单独处理相比，其根长增加24.5％；1(c)为不同浓度的NaHS对玉米幼苗株高的影响，其中200μM的NaHS促进效果最明显，株高增加34.86％；1(d)为不同浓度的NaHS对玉米幼苗膜脂过氧化产物丙二醛含量的影响；对于丙二醛含量最明显的为100μM的NaHS浓度，与100mM NaCl单独处理相比，丙二醛含量降低27.5％；由于玉米植株大个体差异较强，因此生长指标之间存在一定差异，但总体上来看外源硫化氢可以提高玉米的抗盐性。总之这些结果说明硫化氢可降低膜脂过氧化程度，缓解盐对植物所造成的伤害。

从实施例1可知，NaHS的浓度小于200μM时抗盐效果明显，为了进一步探究硫化氢抗盐的作用机理，取含有0、10nM、1μM、10μM、100μM及200μM的NaHS处理30min的质膜，对其进行PM H⁺-ATPase活性进行测量。

步骤1)取玉米种子若干将其在蒸馏水中侵泡2-3h，之后将侵泡过的玉米种子平铺于垫有湿润棉花的培养皿中，一个培养皿20粒种子，在恒温25℃黑暗的培养箱中进行催芽、浸种。

步骤2)待步骤1)中的种子长出根后播在有孔的薄泡沫板上，置于盛有1/4营养液的塑料盆中，于白天25℃和晚上30℃培养4周。

步骤3)用含有250mM蔗糖、25mM Hepes-Tris(pH 7.6)、1mM DTT、1mM EDTA、1.5％PVP、1mM PMSF的提取缓冲液以组织鲜重的2倍提取上述步骤中玉米的质膜；整个质膜分离过程在4℃下进行，将提取混合液离心，上清液离心，得到微粒体颗粒(微粒体膜)。将微粒体再悬浮于含有250mM蔗糖、1mM EDTA、1mM DTT、2mM Hepes-Tris(pH 7.2)的0.5mL缓冲液中。微粒体膜用于PM H⁺-ATPase活性的测定。

步骤4)测量步骤如下：选择BCA法测定蛋白质的浓度。在含有或不存在2mM Na₃VO₄的情况下，用不同浓度NaHS处理膜蛋白30min，用于PM H⁺-ATPase活性的测定。膜蛋白(50μg)加入到含有25mM Hepes-Tris(pH 6.5)、3mM ATP、50mM KCl、1mM Na₃MoO₄、0.015％(W/V)Triton X-100的0.5mL反应介质中。在37℃孵育30min后，加入0.5mL 10％(W/V)TCA使反应停止。将反应产物12000×g，离心2min。取上清液0.3mL加入定磷试剂(10％抗坏血酸和28.6mL浓硫酸1：6混合)0.7mL，在45℃下孵育30min后，使用酶标仪读取700nm处样品的吸光度。从磷标准曲线上查磷的含量，通过测量释放的Pi测定H⁺-ATPase活性，通过从不加Na₃VO₄即总的H⁺-ATPase活性中减去Na₃VO₄存在的H⁺-ATPase活性来计算PM H⁺-ATPase的活性。

结果参见图2，图2为本发明的不同浓度硫化氢对玉米幼苗PM H⁺-ATPase活性的影响图；结果显示，随着NaHS处理浓度的增加，PM H⁺-ATPase活性增加。说明外源硫化氢可通过提高PM H⁺-ATPase活性来提高玉米幼苗的抗盐性。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (2)

1.硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用。

2.根据权利要求1所述的硫氢化钠在提高玉米幼苗抗盐性中的应用，其特征在于，硫氢化钠的浓度为n，0<n≤500μM。