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自毒作用是葡萄连作障碍发生的主要原因之一。前期课题组研究发现对羟基苯甲酸(4-HBA)作为自毒物质,其对葡萄根系分泌特性具有一定的调控效应,但具体如何调控及调控过程中涉及的信号转导途径还未知晓。因此,本研究选用葡萄砧木‘贝达’为试材,4-HBA为外源自毒物质,设置不同浓度和取样时间,通过贝达葡萄水培幼苗根系超氧化物歧化酶(SOD)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、丙二醛(MDA)及根系分泌的酚酸物质含量变化来确定4-HBA对贝达葡萄造成胁迫的稳定作用阈值和最佳处理时间,后用不同信号转导抑制剂与4-HBA协同处理,明确4-HBA诱导贝达葡萄根系分泌特性发生改变过程中所涉及的信号转导途径。主要研究结果如下:1.外源4-HBA处理影响了贝达葡萄水培苗的生长、SOD活性、PAL活性和MDA含量。250μmol·L-1、500μmol·L-1和1000μmol·L-11 4-HBA对贝达水培幼苗的生长均有抑制作用,且随着4-HBA浓度提高抑制作用更显著。SOD和PAL活性随着处理时间的延长呈现出先上升后下降的趋势,且均在48h达到峰值,MDA含量则不断积累。胁迫初期,各浓度外源对羟基苯甲酸处理下SOD酶活性无显著差异,胁迫后期,SOD酶活性呈现“低促高抑”的趋势。PAL酶活性随着处理浓度的增加,呈现先上升后下降的趋势。2.外源4-HBA处理影响了根系分泌物和根系组织中的酚酸含量。外源4-HBA处理导致根系分泌的4-HBA含量减少,水杨酸(SA)却显著增加,总酚酸含量在4-HBA为250μmol·L-1时降低,500μmol·L-1和1000μmol·L-1时增高,且与对照达到显著差异。外源4-HBA处理使根系组织中的4-HBA和SA含量都增加,与对照达到显著差异,且随着处理浓度的增大而增加。3.钙离子通道抑制剂、SOD特异性抑制剂、NADPH氧化酶抑制剂处理影响贝达葡萄组培苗的生长。25μmol·L-1和150μmol·L-1钙离子通道抑制剂异博定(VP)都可以缓解4-HBA对组培苗生长的胁迫,高浓度缓解胁迫效果更显著。1μmol·L-1的二亚苯基碘(DPI)可以缓解4-HBA对组培苗生长的胁迫,而高浓度5μmol·L-1DPI则无显著作用。1μmol·L-1和10μmol·L-1的NADPH氧化酶抑制剂(DETC)可以缓解4-HBA对组培苗生长的胁迫,10μmol·L-1 DETC处理缓解效应更显著。4.外源4-HBA处理贝达葡萄根尖使其细胞内Ca2+分布发生了显著的变化,从细胞壁逐渐向细胞质扩散。钙离子通道抑制剂异博定(Vp)和氯化澜(La Cl3)处理后,降低了细胞质中Ca2+的浓度,相同150μmol·L-1的处理浓度下,LaCl3的效果更为显著。5.钙离子通道抑制剂VP、NADPH氧化酶抑制剂DPI、SOD特异性抑制剂DETC均能够抑制4-HBA对根系分泌酚酸的诱导作用。Vp、LaCl3与4-HBA共同处理使葡萄根系酚酸代谢关键酶PAL活性及根系分泌物中4-HBA和水杨酸含量显著下降。表明4-HBA诱导的胞外钙离子参与了葡萄根系酚酸物质的生物合成的信号转导过程。DETC与4-HBA共同处理对使葡萄根系PAL活性降低,根系分泌物中4-HBA含量降低。DPI与4-HBA共同处理后,PAL活性则未发生显著变化。