外源钙对汞胁迫下菹草(Potamogeton crispus L.)叶片抗氧化系统及脯氨酸代谢的调节效应

以组织培养的菹草无菌苗为实验材料,研究了外源Ca(NO3)2对汞(Hg)胁迫下菹草无菌苗抗氧化酶系统、可溶性蛋白、总抗氧化能力(T-AOC)、非蛋白巯基(NP-SH)、植物络合素(PCs)以及脯氨酸代谢的调节效应。结果表明:(1)Hg胁迫使菹草体内过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性明显降低,但超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)的活性并没有明显变化。外源添加25 mmol·L-1Ca(NO3)2后,明显提升了SOD、POD、APX及GR的活性;(2)Hg胁迫使菹草体内可溶性蛋白含量及T-AOC大幅降低,并引起NP-SH和PCs大量积累。外添Ca(NO3)2则有效减缓可溶性蛋白含量及T-AOC的下降,显著降低NP-SH和PCs水平;(3)脯氨酸是植物体内重要的渗透调节物质,外源Ca添加后,脯氨酸代谢关键酶吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)及δ-鸟氨酸转氨酶(OAT)活性显著增加,脯氨酸含量显著高于对照组。以上结果表明,Hg胁迫打破了菹草无菌苗抗氧化酶系统的内在平衡,而外添Ca(NO3)2有效促进了可溶性蛋白合成,提高了抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,使菹草无菌苗维持较高的总抗氧化能力,并通过调节脯氨酸代谢来减轻Hg胁迫对菹草的伤害,增强植物对重金属Hg的耐受能力。