外源亚精胺对高温胁迫下生菜氮代谢的影响.pdf

中国农业科学 2022 55 7 1399 1410 Scientia Agricultura Sinica doi 10 3864 j issn 0578 1752 2022 07 011 收稿日期 2021 07 02 接受日期 2021 09 09 基金项目 国家重点研发计划 2016YFD0201010 北京市叶类蔬菜产业创新团队 BAIC07 北京市教育委员会科技计划 KM2019100200012 联系方式 余琦隆 E mail 18879853952 通信作者刘超杰 E mail cliu 通信作者范双喜 E mail fsx20 开放科学 资源服务 标识码 OSID 外源亚精胺对高温胁迫下生菜氮代谢的影响 余琦隆 1 韩莹琰 1 郝敬虹 1 秦晓晓 1 刘超杰 1 范双喜 2 1 北京农学院植物科学技术学院 北京 102206 2 北京农业职业学院 北京 102442 摘要 目的 在高温季节种植的生菜产量和营养品质不佳 而与生菜产量最密切的营养元素是氮 研究外源亚精胺 Spd 在生菜抗高温胁迫中的氮代谢调控机理 为降低高温对生菜产生的危害提供保护措施 方法 试验材料为散叶生菜 北散 生3号 试验处理设置常温对照 昼 夜温度 22 17 CK 高温胁迫处理 昼 夜温度 35 30 H 高温喷施 Spd 处理 HS 观察 3 个不同处理生菜的生长形态变化 研究生菜根系离子流速 含氮化合物 总氮 氨态氮 硝态氮 含量 氮代谢关键酶活性及基因相对表达水平的变化 此外 分析 CK H 和 HS 处理对生菜叶片游离氨基酸含量的影响 结 果 与对照 CK 相比 生菜生长在 H 处理受到抑制 与 H 处理相比 HS 处理的生菜总鲜重 总干重 叶长 叶宽 根长 根 系体积和根系表面积均有所增加 分别增加了 24 00 24 62 14 97 11 83 23 24 29 47 和 3 6 98 CK H 和 HS 处理的生菜总氮含量变化与生菜的生长趋势一致 CK H 和 HS 处理的生菜根系 NO 3 净吸收量远小于 NH 4 即生菜根系主要以 吸收 NH 4 为主 H 处理使根系 NO 3 外排而 HS 处理促进根系 NO 3 内流 HS 处理有效抑制高温导致的叶片和根系氨态氮含量的积 累 同时 与 H 处理相比 HS 处理增加了叶片和根系的硝酸还原酶 NR 谷氨酰胺合酶 GS 谷氨酸合酶 GOGAT 谷 氨酸脱氢酶 GDH 的活性及上调 LsNR LsGS LsGOGAT1 LsGDH 的相对表达水平 与 CK 相比 H 处理的总游离氨基酸 TAA 含量显著减少 P 0 05 HS 处理缓解了高温导致的 TAA 含量减少 处理 CK H 和 HS 之间的鲜味氨基酸 UAA 甜味氨基 酸 SAA 和苦味氨基酸 BAA 的变化趋势与 TAA 一致 与其呈相反趋势的是芳香族氨基酸 AAA 处理 CK H 和 HS 之间 的天冬氨酸 Asp 苏氨酸 Thr 谷氨酸 Glu 甘氨酸 Gly 缬氨酸 Val 赖氨酸 Lys 组氨酸 His 精氨酸 Arg 和脯氨酸 Pro 这 9 种氨基酸与 TAA 的变化趋势一致 其中 检测的游离氨基酸中变异系数最大的是 Arg 结论 高温喷施 Spd 处理抑制了高温导致的生菜生物量积累的降低 与高温处理相比 高温喷施 Spd 处理缓解了高温胁迫导致的氮 代谢紊乱 增加了叶片总游离氨基酸含量和呈味氨基酸中的甜味氨基酸 鲜味氨基酸 苦味氨基酸含量 有效地改善了生菜 的耐高温能力 提升了高温胁迫下生菜的营养品质 关键词 高温 生菜 氮代谢 亚精胺 离子流速 氨基酸 Effect of Exogenous Spermidine on Nitrogen Metabolism of Lettuce Under High Temperature Stress YU QiLong 1 HAN YingYan 1 HAO JingHong 1 QIN XiaoXiao 1 LIU ChaoJie 1 FAN ShuangXi 2 1 College of Plant Science and Technology Beijing University of Agriculture Beijing 102206 2 Beijing Vocational College of Agriculture Beijing 102442 Abstract Objective The lettuce yield and nutritional quality planted in high temperature seasons are not good Nitrogen is the most closely related nutrient element to lettuce yield In this study the regulation mechanism of exogenous spermidine Spd on nitrogen metabolism of lettuce under high temperature stress was studied and the changes of amino acid nutritional quality were 1400 中 国 农 业 科 学 55卷 observed so as to provide some protective measures to reduce the harm of high temperature on lettuce Method The test material was leaf lettuce Beisansheng 3 The test treatments were set as normal temperature day night 22 17 control CK high temperature stress day night 35 30 treatment H and high temperature spraying Spd treatment HS The changes of lettuce morphology were observed and the changes of the lettuce root ion flow rate nitrogen compounds contents total nitrogen ammonia nitrogen and nitrate nitrogen and the activities of key enzymes in nitrogen metabolism as well as their relative expression levels were analyzed In addition the effects of the CK H and HS treatments on the lettuce leaf free amino acids content were studied Result Compared with the CK the lettuce growth of the H treatment was inhibited Compared with the H treatment the HS treatment increased total fresh weight total dry weight leaf length leaf width root length root volume and root surface area of lettuce by 24 00 24 62 14 97 11 83 23 24 29 47 and 36 98 respectively The changes in the total nitrogen content of lettuce treated by CK H and HS were consistent with the growing trend of lettuce The net absorption amount of NO 3 in lettuce roots treated with CK H and HS were much smaller than that of NH 4 indicating that lettuce roots mainly absorbed NH 4 The H treatment resulted in the outflow of NO 3 from roots while the HS treatment promoted the influx of NO 3 from roots The accumulation of ammonia nitrogen content in leaves under the HS treatment was effectively inhibited Meanwhile the activities of nitrate reductase NR glutamine synthase GS glutamate synthase GOGAT and glutamate dehydrogenase GDH under the HS treatment were increased and the relative gene expression levels of LsNR LsGS LsGOGAT1 and LsGDH in leaves and roots were up regulated Compared with the CK treatment the H treatment reduced the total free amino acid TAA content P 0 05 the HS treatment alleviated the reduction in TAA content caused by high temperature The changes of umami amino acids UAA sweet amino acids SAA and bitter amino acids BAA among the CK H and HS treatment were consistent with those of TAA while aromatic amino acids AAA were the opposite The changes of aspartic acid Asp threonine Thr glutamic acid Glu glycine Gly valine Val lysine Lys histidine His arginine Arg and proline Pro among the CK H and HS treatment were consistent with those of TAA Among the free amino acids tested Arg had the largest coefficient of variation Conclusion Spraying Spd treatment inhibited the decrease of lettuce biomass accumulation under high temperature For spraying Spd treatment the nitrogen metabolism disorders under high temperature stress was alleviated and the leaf total free amino acid content flavor amino acids of umami amino acids sweet amino acids and bitter amino acids were increased while the high temperature resistant capacity of lettuce was effectively enhanced and the nutritional quality of lettuce was improved Key words high temperature Lactuca sativa L nitrogen metabolism spermidine ion flow rate amino acid 0 引言 研究意义 叶用莴苣 Lactuca sativa L 属于 菊科莴苣属喜冷凉环境的一年生草本植物 1 俗名生 菜 生菜是北京地区播种面积最大的叶类蔬菜 每年 高温季节 5月底至9月初 生菜的营养品质和 产量降低 2 3 导致经济损失 与生菜产量最密切相 关的营养元素是氮 4 5 高温通常会造成植物氮代谢 失衡 6 研究喷施外源物质以调控高温胁迫下生菜的 氮代谢稳态 对提高生菜的耐高温能力具有重要意义 前人研究进展 亚精胺 Spd 是具有生物活性的 低分子量脂肪族含氮碱 广泛分布于生物体内 7 8 Spd 不仅是逆境胁迫下的重要保护物质 而且是参与植物 抗逆机制的信号分子 研究发现 Spd能通过调控氮 代谢水平来提高番茄幼苗叶片的耐高温能力 9 植物 氮元素来源于根系在营养液或土壤中的NH 4 和NO 3 的吸收 10 11 研究发现 根系吸收的NH 4 和NO 3 净 离子流速影响植物对氮元素的获取 12 14 植物吸收获 取的NH 4 和NO 3 进入氮代谢途径 即NO 3 的代谢还 原和NH 4 的同化等 15 NO 3 的代谢还原包括NO 3 在 细胞内通过NR进行一系列反应还原为NH 4 氮的同 化是植物吸收NH 4 的氨通过GS GOGAT循环途径 和 或GDH途径合成谷氨酸和 或谷氨酰胺 谷氨酸 和谷氨酰胺再进一步形成其他氨基酸或酰胺以供植 物体利用 15 16 田婧等 17 研究Spd对高温胁迫下黄瓜 幼苗氮素代谢的影响发现 短期高温胁迫下喷施Spd 预处理 幼苗体内硝态氮和铵态氮含量升高且NR活 性增强 较长期高温胁迫喷施Spd处理 Spd促进根 系吸收硝态氮且向地上部运输 增强根系和叶片NR 活性 抑制铵态氮过度积累 SHAN等 9 研究发现 外源Spd显著增加了高温胁迫下番茄叶片中NR和 GDH的活性 与此同时 高温胁迫下施用Spd显著上 调leNR leGS leGDH 和leGDH的转录水平 可见 外源Spd可能通过调节含氮化合物 氮代谢关键酶的 活性及其基因表达来改善氮代谢 从而赋予蔬菜作物 黄瓜和番茄 的耐高温能力 氮同化代谢过程合成 的游离氨基酸不仅是衡量蔬菜作物营养价值的重要指 标 还能直接或间接对逆境胁迫做出响应 18 19 DU 7期 余琦隆等 外源亚精胺对高温胁迫下生菜氮代谢的影响 1401 等 20 研究发现 外源Spd能调控黄瓜叶片中游离氨基 酸含量的变化 这有助于减轻胁迫的伤害 因此 高 温胁迫下施用Spd可能也引起蔬菜作物中游离氨基酸 含量的变化 本研究切入点 生菜作为喜积累NO 3 的叶类蔬菜 易因处理的变化而影响生菜对氮营养元 素的吸收 转化和代谢 4 虽然已有关于外源Spd能 调控高温胁迫下黄瓜 17 和番茄 9 氮代谢的研究 也有 研究证实高温胁迫下生菜体内较高水平的Spd含量能 增强其耐高温能力 21 22 但是外源Spd是如何调控生 菜氮元素的吸收 转化和代谢途径来影响生菜耐高温 能力和营养品质的变化还未可知 拟解决的关键问 题 本试验以散叶生菜 北散生3号 为试材 研究 外源Spd对高温胁迫下生菜幼苗的生长 NH 4 和NO 3 离子流速 氮代谢和游离氨基酸含量的影响 探明Spd 在生菜抗高温逆境中的氮代谢调控机理 1 材料与方法 试验于2020年8月至2021年4月在北京农学院 蔬菜重点实验室进行 1 1 植物材料和处理方法 试验采用的生菜品种由北京农学院生菜研究组提 供 为 北散生3号 选取颗粒饱满的生菜种子放 于铺有湿润滤纸的培养皿中催芽48 h后 播于 1 2 2 3霍格兰配方的营养液 23 水培育苗托盘中 放 于人工气候箱 GXZ型光照培养箱 中国 中培养 光周期为14 h 10 h 昼夜温度为22 17 相对湿 度在70 75 光照强度为 350 10 mol m 2 s 1 待幼苗长至一叶一心时 挑选长势一致的幼苗移栽至 含有霍格兰营养液的规格为10 L的水培箱中 移栽适 应一周后开始处理 挑选1 3生长状况相同的生菜幼 苗留在人工气候培养箱中 作为常温对照 剩下2 3 转移至光周期为14 h 10 h 昼夜温度为35 30 相对湿度为70 75 光照强度为 350 10 mol m 2 s 1 的人工气候培养箱中 后续处理再将剩下 2 3的生菜均分为高温处理和高温喷施Spd处理 植株处理方式是每天上午8 00 9 00对叶片均 匀喷施 以叶面和叶背全部湿润且不下滴为准 经过 前期试验发现 Spd浓度在1 mmol L 1 时 生菜抗高 温胁迫的效果最佳 因此 后续试验Spd浓度设置为 1 mmol L 1 24 Spd于SIGMA公司购买 配置成1 mol L 1 的母液后储存在4 冰箱 使用时稀释成1 mmol L 1 本试验共设置3个处理 常温对照 CK 昼夜温度22 17 喷施纯水 高温胁迫 H 昼 夜温度35 30 喷施纯水 高温胁迫喷施Spd HS 昼夜温度35 30 喷施1 mmol L 1 Spd 每个处理 30株 3次重复 1 2 生长指标测定 处理第8天时 在各个处理中均随机选取6株生 菜 用直尺测定每株生菜的叶长 叶宽和根长 采用 根系扫描仪 Expression 12000XL 中国 捕获根形态 随后将捕获的图像加载到Imege WinRHIZO 加拿大 中 进行每株生菜根系形态的测定 根系体积和根系 表面积 用电子秤称量每株生菜的总鲜重 之后再 将其放置在电热鼓风干燥箱 BGZ 140型 中国 中 105 杀青30 min后 75 烘干至恒重以测定每株生 菜的总干重 1 3 硝态氮 氨态氮和总氮含量的测定 硝态氮含量的测定采用水杨酸法 25 氨态氮含量 的测定采用靛酚蓝比色法 25 试验处理第0 2 4 6 8天时 在CK H和HS处理中均随机选择生长一致 的生菜 称取同部位的鲜样保存于 80 用于测定生 菜叶片和根系的硝态氮及氨态氮含量 总氮含量的测定采用凯氏定氮法 25 第0 2 4 6 8天时 在CK H和HS处理中均各随机选择生 长一致的生菜 烘干后粉碎至粉状样品保存 称取0 5 g干样放于消化管 加入1 5 g催化剂 CuSO 4 5H 2 O K 2 SO 4 1 9 和10 mL浓硫酸消煮过夜后 用FOSS 凯氏定氮仪 Kjeltec 2300型 中国 测量叶片和根系 的总氮含量 1 4 NH4 NO 3 离子流速的测定 利用旭月 北京 科技有限公司的 非损伤微测 技术 NMT 系统 Younger USA LLC 美国 监 测处理第3天时根表面的净NH 4 和NO 3 通量 从每个处理的植物根系中随机抽取8根白色细根 直径约1 0 mm 将白色细根浸入含有10 20 mL 测量溶液 1 0 mmol L 1 NaNO 3 1 0 mmol L 1 Ca NO 3 2 1 0 mmol L 1 NH 4 H 2 PO 4 pH 6 9 0 1 的培养皿中 将其平衡20 30 min 然后转移到另一个含有测量溶 液的培养皿中 以对照中的生菜根系不同位置进行初 步试验以确定出现NH 4 和NO 3 最大净通量的位置 在距根尖0 3 0 8 1 5 2 5 3 0和15 mm的区域内 进行初始测量 初步试验结果确定为距根尖2 5 mm 处为净通量最大的位置 之后进一步测量H和HS处 理中根系的NH 4 和NO 3 净通量 离子通量的记录速率 为每4 s一次 每个测量点持续监测3 min 去除前期 不稳定的数据 得到稳定的NH 4 和NO 3 流速曲线 14 26 1402 中 国 农 业 科 学 55卷 1 5 游离氨基酸含量的测定 游离氨基酸含量的测定参考AURISANO等 27 的 方法 试验处理第8天时 在CK H和HS处理中均 随机选择生长一致的生菜 称取新鲜叶片2 50 g 匀 浆后加入8 mL 0 1 mol L 1 HCL 定容至10 mL 超声 震荡30 min 离心 10 000 g 4 15 min 取2 mL上清液与2 mL 5 磺基水杨酸暗反应30 min 离 心 10 000 g 4 15 min 取上清液过0 22 m 微孔滤膜后进L 8800ASM氨基酸分析仪 Hitachi 日本 测定游离氨基酸含量 1 6 氮代谢相关酶活性的测定 NR活性的测定方法参考H GBERG等 28 的方 法 GS活性的测定方法参考WANG等 29 的方法 GOGAT活性的测定方法参考LIN等 30 的方法 GDH 活性的测定参考SINGH等 31 的方法 试验处理第0 2 4 6和8天时 在各个处理 CK H和HS 中 均选择生长一致的生菜 称取同部位的生菜各0 5 g 于 80 保存 之后用于测定生菜叶片和根系的NR GS GOGAT和GDH活性 1 7 总 RNA 提取和 qRT PCR 分析 处理第8天时 采用qRT PCR方法分析生菜叶片 和根系中LsNR LsGS LsGOGAT LsGOGAT1和 LsGDH的相对mRNA表达水平 生菜叶片和根的总 RNA提取使用华越洋试剂盒 中国 使用天根反转 录试剂盒 中国 合成cDNA第一链 从NCBI的 GenBank库中分别下载相关基因引物序列 引物设计 见表1 以反转录的产物cDNA作为模板 进行 qRT PCR分析 18S作为内参基因 qRT PCR使用 TB Green Premix Ex Taq II 2 Tli RNaseH Plus 试 剂盒 TaKaRa 日本 在CFX96 Real Time PCR Detection System仪器 Bio Rad Laboratories 美国 进行试验 基因表达变化倍数分析使用2 CT 进行计 算 相对mRNA表达水平用18S进行标准化 所有处 理设定3次生物学重复 1 8 数据处理与分析 数据分析采用SPSS version 26 美国 和WPS 2019 中国 进行方差和显著性分析 P 0 05 2 结果 2 1 外源 Spd 对高温胁迫下生菜生长的影响 如表2所示 与CK对照相比 高温胁迫显著降 低生菜的总鲜重 叶宽 根长 根系体积和根系表面 积 与H处理相比 HS处理的生菜的总鲜重 总 干重 叶长 叶宽 根长 根系体积和根系表面积均 表 1 用于 qPCR 分析的相关基因的引物序列信息 Table 1 Primer sequence information of genes of interest used in qPCR assay 基因名称Gene name 上游引物 Forward primer 5 3 下游引物 Reverse primer 5 3 LsNR CTCCGAGCCACCTTTGACTAAGC CGCATATCTCCACCGTCCAATCC LsGS CTTCGCCACGCAGACCACATC ATGGAGCAACCACGGTTAGCAAC LsGOGAT GCAGTTCGTGAGAAGCGTGAGAG TGAAGCAGCGGATTCCACCTTTC LsGOGAT1 CGTGAGGAAGATGTGCTGAAGGAG GATGGTCGGGTTGCCTGTTCG LsGDH CCGTATGGTGGTGCGAAAGGTG GAGCAGGAACATCGGTGTGGATTC 18S GTGAGTGAAGAAGGGCAATG CACTTTCAACCCGATTCACC 表 2 外源 Spd 对高温胁迫下生菜形态指标的影响 Table 2 Effects of exogenous Spd on the morphological indexes of lettuce under high temperature stress 处理 Treatment 总鲜重 Total fresh weight g plant 总干重 Total dry weight g plant 叶长 Leaf length cm 叶宽 Leaf width cm 根长 Root length cm 根系体积 Root volume cm 3 根系表面积 Root surface area cm 2 CK 15 60 0 49a 0 65 0 04b 13 78 0 25c 11 08 0 46a 24 30 0 98a 5 75 0 16a 281 96 10 49a H 10 96 0 38c 0 65 0 73b 14 90 0 31b 7 86 0 24c 18 50 0 05c 3 19 0 35c 169 06 15 86c HS 13 59 0 38b 0 81 0 11a 17 13 0 40a 8 79 0 28b 22 80 2 25b 4 13 0 40b 231 57 13 52b 不同小写字母表示不同处理间根据Duncan多极差检验在 P 0 05 存在显著差异 下同 The different letters indicate significant differences at P 0 05 according to Duncan s multiple range test The same as below 7期 余琦隆等 外源亚精胺对高温胁迫下生菜氮代谢的影响 1403 有所增加 分别增加了24 00 24 62 14 97 11 83 23 24 29 47 和36 98 以上结果表明 高温胁迫会抑制生菜的生长 Spd能促进生菜在高温 胁迫下生物量的积累 2 2 外源 Spd 对高温胁迫下生菜根系 NH 4 NO 3 离子 流速的影响 如图1所示 生菜根系NO 3 的净吸收量远远小 于NH 4 表明生菜根系主要以吸收NH 4 为主 如 图1 A所示 3个处理的生菜根系NH 4 离子流速均 表现为内流状态 但是NH 4 流速在不同处理间差异 不显著 如图1 B所示 3个处理的生菜根系NO 3 离子流速有内流和外排两种状态 其中H处理的 NO 3 离子为外排状态 为2 23 pmol cm 2 s 1 CK和 HS处理的NO 3 离子均为内流状态 HS处理的根系 NO 3 内流流速显著高于CK 为51 43 pmol cm 2 s 1 说明NO 3 离子流速对于处理的反应比NH 4 灵敏 H处理导致根系NO 3 外排 HS处理促进根系NO 3 内流 NH 4 净通量 NH 4 net fl ux pi c o mol cm 2 s 1 NO 3 净通量 NO 3 net fl ux p ico mol cm 2 s 1 离子流速值为距根尖顶点的距离2 5 mm处 正值代表外排 负值代表内流 不同小写字母表示差异显著 P 0 05 下同 The ion velocity value is 2 5 mm from the apex of the root tip A positive value represents external discharge and a negative value represents internal flow Different lowercase letters indicate significant difference P 0 05 The same as below 图 1 外源 Spd 对高温胁迫下生菜根系 NH 4 NO 3 离子流速的影响 Fig 1 The effect of exogenous Spd on the flow rate of NH 4 and NO 3 ions in the roots of lettuce under high temperature stress 2 3 外源 Spd 对高温胁迫下生菜总氮 硝态氮和氨态 氮的影响 随着处理时间的增加 外源Spd的喷施缓解了高 温胁迫下根系总氮含量的下降 图2 A B 如图 2 C所示 叶片中硝态氮含量随着H处理时间的增加 而逐渐低于对照 并且在H处理的第8天硝态氮含量 最低 在处理的第8天 HS处理的叶片中硝态氮含量 显著高于H处理 P 0 05 但H和HS处理的根 系中硝态氮含量均高于对照 H和HS处理之间的硝 态氮含量差异不显著 图2 D 高温胁迫下 叶片 和根系的氨态氮含量均高于对照和HS处理 图2 E F 表明外源Spd的喷施抑制高温下生菜叶片和根 系氨态氮含量的积累 2 4 外源 Spd 对高温胁迫下生菜的氮代谢关键酶活 性的影响 如图3 A和图3 B所示 随着处理时间的增加 H处理的生菜叶片和根系中NR活性低于对照 与H 处理相比 HS处理的叶片和根系NR活性增强 其中 叶片NR活性显著高于对照 P 0 05 H处理下 叶片中GS的活性显著高于对照 而HS处理的GS 活性又显著高于H处理 图3 C H处理的根系 GS活性先上升后下降 最终在处理第8天时显著低 于对照和HS处理 图3 D 在处理的第6 8天 H处理的叶片和根系GOGAT活性显著低于对照 HS处理显著抑制高温胁迫下的GOGAT活性降低 图3 E F 不同处理的叶片和根系GDH 图 3 G H 与GOGAT活性的变化趋势相似 上述结 果表明 与H处理相比 HS处理的叶片和根系氮代 谢关键酶 NR GS GOGAT GDH 活性均呈增 加的趋势 2 5 外源 Spd 对高温胁迫下生菜氮代谢关键酶基因 表达的影响 从图4 A和图4 B可知 H处理的叶片和根系中 LsNR相对表达水平显著低于对照和HS处理 说明 外源喷施Spd抑制了高温胁迫对LsNR相对表达水 平的下调 HS处理的根系LsNR相对表达水平显著 1404 中 国 农 业 科 学 55卷 a b a b b a a a b c a b a a a 0 10 20 30 40 50 60 70 02468 A a a a a a a b c c b a b b ba 0 10 20 30 40 50 60 70 02468 B a a b a a a bb b b a c a a a 0 10 20 30 40 50 60 70 02468 C a b c b b a b b a a a a a ab ab 0 10 20 30 40 50 60 70 80 02468 D a b b b b a a a a a a b b a b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 02468 E a a b c ca a a a a a a b bb 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 02468 时间 Time d F CK H HS 时间 Time d 叶片总氮含量 Tot a l ni trog en cont ent in t h e leav es mg g 1 DW 根系总氮含量 To tal nit rogen co ntent in th e ro ots mg g 1 DW 叶片硝态氮含量 Ni trate ni trogen cont en t i n t h e leaves g g 1 FW 根系硝态氮含量 Ni trate ni trogen cont en t i n t h e root s g g 1 FW 叶片氨态氮含量 Ammo ni a ni trog en cont ent in the leaves g g 1 FW 根系氨态氮含量 Ammo ni a ni trog en cont ent in t h e root s g g 1 FW 图 2 外源 Spd 对高温胁迫下生菜总氮 硝态氮和氨态氮的影响 Fig 2 Effects of exogenous Spd on total nitrogen nitrate nitrogen and ammonia nitrogen of lettuce under high temperature stress 高于对照 P 0 05 不同处理间 叶片和根系LsGS LsGDH相对表达水平与LsNR相对表达水平的趋势类 似 图4 C D 图4 I J 与CK相比 H和HS 处理的叶片中LsGOGAT几乎不表达 图4 E 叶片 中GOGAT酶的另外一个相关基因LsGOGAT1与LsNR 的变化趋势一致 图4 G 在根系中 与CK相比 LsGOGAT和LsGOGAT1相对表达水平在高温胁迫下均 显著上调 与H处理相比 HS处理进一步上调相关基 因的相对表达水平 图4 F H 上述结果表明 与H 处理相比 HS处理上调了叶片 LsNR LsGS LsGOGAT1 和LsGDH 和根系 LsNR LsGS LsGOGAT LsGOGAT1 和LsGDH 的氮代谢关键酶基因的相对表达水平 2 6 外源 Spd 对高温胁迫下生菜叶片氨基酸含量的 影响 外源Spd对高温胁迫下生菜叶片游离氨基酸含量 的影响见表3 与CK相比 H处理的生菜TAA含量 显著减少 HS处理能抑制高温胁迫导致的TAA含量 减少 其中 Asp Thr Glu Gly Val Lys His Arg和Pro这9种氨基酸与TAA的变化趋势一致 Tyr 与TAA的变化趋势相反 3个处理中含量无差异的氨 基酸包括Cys和Met 各个处理间 检测的17种游离 氨基酸中变异系数最大的是Arg 说明生菜叶片中Arg 的含量在不同处理间的变化差异最大 外源Spd对高 温胁迫下生菜叶片呈味氨基酸含量的影响见表4 17 种游离氨基酸按照呈味特征分为UAA Asp Glu Gly Ala Lys SAA Ser Thr His Pro AAA Cys Tyr Phe 和BAA Arg Val Met Ile Leu UAA SAA和BAA的变化趋势与TAA一致 与之相反的是AAA 根据表4发现SAA的均值最高 其次是UAA BAA的变异系数最大 其次是SAA 7期 余琦隆等 外源亚精胺对高温胁迫下生菜氮代谢的影响 1405 叶片 NR 活性 NR activity in the leaves nka t g 1 FW 根系 NR 活性 NR acti vit y i n t h e root s nka t g 1 FW 叶片 GS 活性 GS activity in the leaves n kat g 1 FW 根系 GS 活性 GS acti vit y i n t h e root s n kat g 1 FW 叶片 GOGA T 活性 GOGAT activity in the leaves nka t g 1 FW 根系 GOGA T 活性 G A G A T act iv it y in th e ro ot s nka t g 1 FW 叶片 GD H 活性 GDH activity in the leaves nkat g 1 FW 根系 GD H 活性 GDH acti v i ty i n t h e roo t s nkat g 1 FW 图 3 外源 Spd 对高温胁迫下生菜氮代谢关键酶活性的影响 Fig 3 Effects of exogenous Spd on activities of key enzymes