亚精胺增强番茄盐碱耐性的氮代谢机理和蛋白质基础研究

以盐碱耐性存在差异的2个番茄品种为试材，采用水培技术，结合叶面喷施亚精胺（Spd），研究混合盐碱胁迫下外源Spd对番茄植株无机氮、多胺代谢及氮素同化过程中主要代谢物质和相关酶活性的调节作用；运用分子生物学技术研究Spd对氮代谢过程中关键酶基因表达的影响；运用双向凝胶电泳技术（2-DE）分离特异表达蛋白质，利用质谱技术（MS）和相关生物学数据库鉴定特异蛋白的种类和功能，采用蛋白免疫印迹法（Westernblotting）对这些特异蛋白的种类和功能进行验证，探讨Spd增强植株盐碱耐性的蛋白质基础。该研究有助于进一步阐明番茄耐盐碱胁迫的内在作用机制，可为通过外源物质施用和遗传改良途径来提高植物的耐盐碱性提供理论依据，具有重要的学术研究价值和广阔的生产应用前景。

采用水培法，研究了盐碱胁迫下外源亚精胺（Spd）对番茄幼苗多胺代谢、氮代谢及主要矿质元素吸收的影响；运用双向电泳技术分离特异表达蛋白，采用质谱技术和相关数据库鉴定特异蛋白的种类和功能，探讨了Spd 增强植株盐碱耐性的蛋白基础。结果表明：（1）Spd处理能缓解盐碱胁迫对番茄幼苗生长的抑制，且对“中杂9号”（敏感品种）的作用更明显。番茄根系不同形态多胺含量均显著增加。与“中杂9号”相比，“金棚朝冠”（耐性品种）的根系游离态和束缚态Spd、结合态Spd和Spm含量， S-腺苷蛋氨酸脱羧酶（SAMDC）和二胺氧化酶（DAO）活性增幅较大。Spd处理抑制了盐碱胁迫下两品种根系的游离态腐胺（Put）积累，显著促进游离态Spd和Spm、结合态Spd及束缚态Put含量的增加；提高了“中杂9号”根系鸟氨酸脱羧酶（ODC）、SAMDC和DAO活性，降低了精氨酸脱羧酶（ADC）和多胺氧化酶（PAO）活性；降低了“金棚朝冠”根系ADC和ODC活性，但提高了其SAMDC和DAO活性。（2）与对照相比，盐碱胁迫植株的游离氨基酸和铵态氮（NH4+-N）含量及NADH依赖型谷氨酸脱氢酶（NADH-GDH）活性增加，而可溶性蛋白和硝态氮含量及硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶（GS）、NADH依赖型谷氨酸合成酶（NADH-GOGAT）、谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性降低。这种诱导效应在外源Spd作用下有所减缓，尤其是对“中杂9号”作用更明显。表明，盐碱胁迫下，外源Spd可通过协调NADH-GDH、GS/NADH-GOGAT和转氨等三大途径的协同作用以促进过量积累氨的同化，使植株体内的NH4+及其代谢相关酶维持在适度平衡状态，进而减轻盐碱对植株的毒害。（3）Spd处理能够促进不同器官对P、K、Ca、Mg、Na元素的吸收、释放或转运，在一定程度上维持了各元素间的相对平衡，从而增强植株对逆境的适应能力。（4）盐碱+Spd、单纯Spd、对照、单纯盐碱处理植株的叶片蛋白点数分别为1172、1243、1084和954。选82个差异蛋白点进行质谱分析，其中72个蛋白点得到了有效的搜库结果，这些蛋白主要参与了氨基酸代谢、光合作用、光呼吸、离子转运、能量转换、信号转导、蛋白折叠和转录后调控等生理过程。综上所述，外源Spd能够通过调节多胺代谢、氮代谢和主要矿质营养代谢以及调控蛋白表达等途径来提高番茄幼苗的盐碱耐性。