圆柏属植物亚细胞抗氧化酶系统对低温胁迫的响应机理

本项目选择我国祁连山高海拔寒冷区特有的建群种祁连圆柏为材料，与圆柏做比较，通过（1）研究低温胁迫对两种圆柏属植物叶片活性氧产生、膜脂过氧化、抗氧化酶活性及其同工酶表达、亚细胞组分（细胞溶质、线粒体、叶绿体和质膜）中抗氧化酶活性的影响，筛选出低温胁迫下能有效清除活性氧的亚细胞抗氧化酶系统；（2）研究低温胁迫下亚细胞组分中具活性氧清除功能的抗氧化酶与NO、cADPR和cGMP途径的信号分子以及钙离子、钙调蛋白的相关性，揭示这些信号分子如何通过信号转导过程激发抗氧化酶系统以增强圆柏属植物的抗冷冻性；（3）对亚细胞组分中具活性氧清除功能的抗氧化酶基因进行全长克隆及低温和外源信号的诱导表达特性分析，揭示该基因在植物抗冷冻中的作用。旨在阐明圆柏属植物亚细胞组分中抗氧化酶系统对低温胁迫的生理生态响应机制，为培育较多品种的抗冷冻常绿植物提供理论依据，为保护祁连山的生态环境和农林生产服务。

本项目以祁连圆柏和圆柏为材料，通过研究低温胁迫对叶片不同亚细胞组分中抗氧化酶活性的影响，分析抗氧化酶与水杨酸（ SA）和脱落酸（ABA）等有关物质作用机理的相关性，初步探讨了圆柏属植物不同亚细胞器中抗氧化酶系统对低温胁迫的生理生态响应机制。研究结果表明，低温胁迫下，两种圆柏属植物抗氧化酶（SOD、APX和GR）及抗氧化剂（ASA和GSH）在亚细胞中分布差异达到极显著，说明脂质过氧化产物和抗氧化物质在各亚细胞中分布各不相同，且只有其中一种亚细胞中的抗氧化物质发挥主要保护作用，这为克隆亚细胞组分中的抗氧化物质基因提供了理论依据。另外，低浓度的ABA和SA处理不同程度缓解了低温胁迫下两种圆柏属植物叶片相对含水率和叶绿素含量下降的趋势，使相对电导率下降，膜脂过氧化产物的含量减少，增加了抗氧化酶活性及渗透调节物质在细胞中的积累，增强了它们的抗寒性。.项目计划发表1-2篇SCI期刊收录论文和4-5篇核心期刊论文来反映研究成果。截止目前已发表论文11篇，其中SCI期刊收录论文3篇，CSCD核心期刊收录论文6篇，2篇CSCD核心期刊收录论文待刊。项目实施第三年取得的实验数据正在处理和撰写论文之中，计划在未来6个月内陆续投稿。