镉胁迫对桉树(Eucalyptus)保护酶活性及相关基因表达的影响

为了探讨镉胁迫对桉树保护酶活性及相关基因表达的影响,以‘广林9号’桉三月龄幼苗为材料,用0.1 mmol/L、0.2 mmol/L、0.3 mmol/L CdCl_2溶液(分别对应低,中,高浓度)连续灌根处理15 d后,测定叶绿素和丙二醛(MDA)的含量,检测叶组织过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的酶活性,分析5类共15个保护酶基因的转录变化。高浓度Cd^2+胁迫下桉树叶片叶绿素含量降低,MDA含量明显升高(p<0.05),SOD、POD、GPX和CAT的酶活性均显著降低(p<0.05)。从APX(ascorbate peroxidase)、BPX (class Ⅲ peroxidases)、CPX (catalase peroxidases)、GPX (glutathione peroxidase)和CAT (catalase) 5类基因家族中的每类选出3个基因进行qPCR分析。Cd^2+胁迫下,15个基因中仅有GPX3、CPX1、CPX2和CAT3的转录被抑制,其他11个基因总体表现出转录水平升高的趋势。设对照植株中同种基因的表达水平为1,中浓度Cd^2+处理后BPX3的转录水平升高到13.9,高浓度Cd^2+处理后CAT2的转录水平升高到38.2。结果表明:Cd^2+胁迫引起保护酶基因的转录水平升高,却抑制了酶活性,导致膜脂过氧化加剧。本研究可为桉树重金属抗性生理的研究提供参考。