镉胁迫对拟南芥中氨基酸及其衍生物的影响

第29卷�第1期2010年��1月环�境�化�学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVo.l29,No.1January�2010�2009年5月9日收稿.�*通讯联系人,Te:l0411�84379562,E�mai:lchenjp@dicp�ac�cn镉胁迫对拟南芥中氨基酸及其衍生物的影响孙秀梅�张纪秀�张海军�倪余文�张�青�陈吉平*�关亚风(中国科学院大连化学物理研究所,大连,116023)摘�要�研究拟南芥对镉胁迫的氨基酸及其衍生物响应.结果表明,镉胁迫使大部分检测到的化合物发生变化,并且在不同镉浓度情况下(Cd5和Cd50)显示了共同的响应,只是响应幅度不同.同一代谢途径中的化合物含量变化具有相关性:��酮戊二酸衍生类型(谷氨酸和谷氨酰胺)和草酰乙酸衍生类型(天冬氨酸和天冬酰胺)氨基酸含量都降低,除脯氨酸外;3�磷酸甘油酸衍生类型(丝氨酸和甘氨酸)氨基酸含量都增加;丙酮酸衍生类型的氨基酸(缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)含量几乎没有变化;由莽草酸转化而来的酪氨酸含量降低,另外,镉胁迫诱导胺类(��丙氨酸、4�氨基丁酸、腐胺和酪胺)化合物含量显著增加.关键词�拟南芥,镉胁迫,氨基酸,氨基酸衍生物,胁迫响应.��土壤和水体的重金属污染影响人类健康.在这些污染物中,镉是具植物毒素性的非必需重金属之一,由人类活动如农业、采矿、冶金或加工制造流入环境中.在植物中,镉的吸收和积累引起一系列形态、生理和生物化学特性的变化[1,2],对镉的吸收转运机制已有研究[3,4].近年来,已经证实植物对环境胁迫响应的多基因效应,并且揭示许多基因的表达模式与重金属胁迫相关[5�7].然而,在代谢物水平对植物重金属胁迫响应的研究较少,仅局限于几种氨基酸和植物络合物(寡肽)等[2,8].��本文基于GC�TOF�MS分析平台,比较镉胁迫过程中氨基酸类化合物响应差异,进而初步探讨这些化合物在拟南芥抗逆性中的作用.1�实验部分1�1�实验方法��将拟南芥种子(Ws型,Wassilewskija,由中国科学院遗传与发育生物学研究所提供)放置在4冰箱春化4�5天,然后用10%(V/V)次氯酸钠对种子进行消毒灭菌,之后播于无镉或含镉的改良固体MS培养基(含0�8%琼脂)上,在人工气候室中培养两周.两周后收获拟南芥,-80储藏备用.��镉的添加:将MS培养基(pH值6�2)分别设置三种不同镉浓