第82期--葡萄根部低氧和缺氧忍耐对代谢活性和K+流速的影响

 

植物通常要提高在低氧环境中对氧气的忍耐能力以应对氧气不足的情况。低氧前处理（HPT）可以提高植物的糖酵解能力、更高的ATP水平和能量交换。离子转运 ATPase是主要的ATP的消耗过程，这个过程是细胞为下调ATP的需求和对氧气短缺的反应，影响细胞代谢和整个植物的营养状况。然而，在低氧前处理的根尖中这个过程如何调节一直没有证据。

为了回答这个问题，意大利的科学家评价了HPT对两种葡萄在代谢过程中的各种变化。他们比较了对氧气敏感和抗性的两种葡萄，发现低氧前处理（HPT）提高了对缺氧的忍耐力。通过测定热量的产生，丙酮酸脱酸酶（PDC）的活性、乙醇脱氢酶（ADC）的活性、乙醇、ATP的产生，以及使用非损伤微测技术测定K+流速。结果表明HPT是一种有效的处理方法，能够维持缺氧条件下葡萄可持续的代谢行为，特别是敏感品种V. rupestris。提高低氧忍耐力主要是由于促进了酒精发酵中关键酶的活性（ADC和PDC）、保持高水平的呼吸能力、热和ATP的产生没有明显下降，以及更好的离子平衡能力和K+通道能够发挥功能。

K⁺在维持胞质平衡和调节细胞膨压过程中起到重要作用，HPT对根部遭受缺氧条件下K⁺吸收的影响是为了评价离子平衡的适应作用。HPT能够显著减少K+的膜渗透性，进而保持离子平衡，提高植物在胁迫条件下的存活率。本研究如果能够使用非损伤微测技术测定氧气流速，则能够以氧气为中心提出氧气对植物根部代谢和离子平衡作用的模式图。