橙皮苷和绿原酸通过玉米叶绿体中的氧化还原调节、光系统相关基因表达和抗氧化效率减轻砷诱导的氧化应激。
摘要来源：植物生理生物化学。 2024 年 3 月；208:108445。 Epub 2024 年 2 月 20 日。PMID：38402801
摘要作者：Fevzi Elbasan、Busra Arikan、Ceyda Ozfidan-Konakci、 Aysenur Tofan, Evren Yildiztugay
文章归属：Fevzi Elbasan
摘要：普遍存在的准金属砷 (As)，虽然不是必需的，但广泛存在于土壤和地下水中许多国家由于其对农业生产力和可持续性的影响而引起了极大的担忧。暴露于砷的植物经常表现出形态、生理和生长相关的异常，共同导致生产力下降。多酚，操作作为植物复杂信号网络中的第二信使，在获得对多种环境压力的抵抗力中发挥着不可或缺的作用，包括但不限于干旱、盐度和重金属暴露。多酚在这些适应过程中发挥的关键作用强调了它们在植物生物学中的深远意义。本研究旨在阐明橙皮苷 (HP) 和绿原酸 (CA)（被认为是有效的生物活性化合物）对接触砷的玉米植物的影响。为了实现这一目标，该研究考察了 HP (100 µM) 和 CA (50 µM) 对暴露于砷酸盐胁迫（AsV，100 µM - NaHASO·7H2O）。由于毒性导致鲜重 (FW) 和干重 (DW) 分别减少 33% 和 26%。然而，应用As+HP和As+CA使FW分别增加22%和40%，DW分别增加14%和17%，分别减轻压力的影响。由于毒性导致PSII基因（PSBA和PSBD）和PSI基因（PSAA和PSAB）的上调，这表明对降解区域的重新形态的潜在响应可能是由于对光合作用需求的增强而驱动的。外源HP或/和CA处理有效地抵消了AS毒性对PSII光化学量子效率（F/F）的不利影响。 Hocontent在AS应力下显示出23％的增加，在检查共聚焦显微镜图像时，警卫细胞中这种增加显而易见。在存在AS毒性的情况下，叶绿素抗氧化能力可以表现出不同的趋势，观察到的降低或增加。应用Ca和/或HP后，在GR，APX，GST和GPX酶的活性中观察到显着增加，导致HOAND MDA水平降低。另外，MDHAR和DHAR的增强功能调节了抗坏血酸（ASA）和谷胱甘肽（GSH）。 HP 或 CA 介导的 AsA 和 GSH 含量水平升高进一步有助于在面临 As 诱导的胁迫时叶绿体中氧化还原稳态的保持。总之，在生长培养基中添加 HP 和 CA，通过调节生理生化特性、叶绿体抗氧化酶、AsA-GSH 循环和光合作用过程，在砷毒性存在下维持植物性能，从而证明它们具有赋予抗性的巨大潜力通过减轻砷引起的氧化损伤和保护光合机制来改善玉米。