郑永兴, 李鸽子, 康国章

(河南农业大学农学院, 国家小麦工程技术研究中心, 省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室, 郑州 450046)

铜(Cu2+)是植物生长发育必需的微量元素之一，它参与植物的光合作用和一些必需的氧化还原反应,对植物的生长发育至关重要。然而过量的Cu2+损害植物细胞产生活性氧(reactive oxygen species，ROS)，进而导致膜脂过氧化，使其体内的生理代谢紊乱，严重阻碍植物的生长发育[1-3]。近年来的研究表明，Cu2+作为重要的污染元素之一，影响农作物的正常生长和代谢，已对人类健康造成了较为严重的危害[4-5]。薛盈文等[6]研究表明，低浓度Cu2+促进小麦种子萌发，而高浓度Cu2+则抑制小麦种子发芽，且小麦生长发育随着Cu2+浓度的增高而受阻，说明高浓度Cu2+严重影响了小麦种子萌发和生长发育。张刚等[7]对黑麦草进行不同浓度Cu2+胁迫处理发现，高浓度和长时间Cu2+胁迫降低黑麦草的发芽率、抑制根系生长和叶片叶绿素含量的增加。植物在长期的自然进化过程中已形成了一系列较为完善的自我防御机制，主要包括酶促反应和非酶促反应[8]，其中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、过氧化物酶(peroxidase，POD)、过氧化氢酶(catalase，CAT)等参与酶促反应,抗坏血酸(ascorbate，ASA)和谷胱甘肽(glutathione，GSH)等参与非酶促反应。其中，ASA-GSH循环是植物应对胁迫反应中不可或缺的非酶促反应，主要通过还原型的抗氧化物ASA和GSH、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX)、单脱水抗坏血酸还原酶(monodehydroascorbate reductase, MDHAR)、抗坏血酸还原酶(dehydroascorbate reductase, DHAR)和谷胱甘肽合成酶(glutathione reductase, GR)等多个酶促反应共同作用从而实现H2O2清除及ASA和GSH再生的过程，最终实现ASA-GSH循环反应来维持细胞氧化还原稳态，进而提高植物在逆境胁迫条件下的抗逆性[8-10]。……