外源多胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗活性氧和呼吸代谢影响的研究

论文摘要

无土栽培中往往由于根际供氧不足而影响植株的生长发育，已成为无土栽培实践中急需解决的技术问题。多胺（Polyamines）是生物代谢过程中产生的一类具有生物活性的低分子量脂肪族含氮碱，主要包括腐胺（Put）、亚精胺（Spd）和精胺（Spm）。研究表明，多胺广泛作用于植物生长、形态建成、衰老和对环境胁迫的反应，在多种逆境条件下，植物体内多胺含量迅速发生变化。但对多胺在植物低氧逆境胁迫下的生理作用还了解不多。 本文以耐低氧性具有显著差异的两个黄瓜（Cucumis sativus L.）品种（耐低氧性较强的‘绿霸春四号’和耐低氧性较弱的‘中农八号’）为试材，采用营养液水培法，运用溶氧浓度调节仪精确控制营养液溶氧浓度，结合外源多胺和多胺合成抑制剂，研究了黄瓜幼苗体内多胺含量与其在低氧胁迫下幼苗生长、活性氧代谢、呼吸代谢和碳水化合物含量间的关系，探讨了多胺在黄瓜植株适应低氧胁迫中的生理调节功能。主要研究结果如下： 低氧胁迫下，黄瓜幼苗根系和叶片中游离态、结合态、束缚态多胺含量均有不同程度的增加，耐低氧能力强的‘绿霸春四号’幼苗中（游离态Spd+游离态Spm）／游离态Put比值要高于耐低氧能力弱的‘中农八号’。外源Spd能显著提高低氧胁迫下黄瓜幼苗根系和叶片中游离态Spd和游离态Spm含量，降低游离态Put含量，结合态、束缚态多胺含量也不同程度地增加，同时，幼苗生长较单纯低氧胁迫有明显增加。D-Arg能显著降低低氧胁迫下黄瓜幼苗根系和叶片中各种多胺含量，MGBG能显著降低低氧胁迫下黄瓜幼苗根系和叶片中Spd和Spm含量，增加游离态Put含量，这两种处理均使幼苗生长较单纯低氧处理有明显降低，而外源多胺能缓解D-Arg和MGBG的这种伤害作用。表明黄瓜幼苗中较高的游离态Spd、游离态Spm含量和较低的游离态Put含量，以及游离态多胺向结合态、束缚态多胺的转化可能有利于增强幼苗的低氧逆境适应能力。 低氧胁迫下，黄瓜幼苗根系和叶片中SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性显著增加，H2O2含量、O2?产生速率和MDA含量也明显提高，耐低氧的品种比不耐低氧的品种抗氧化酶活性提高幅度大，而H2O2含量、O2?产生速率和MDA含量增加幅度较低。外源Spd能进一步提高低氧胁迫下黄瓜幼苗根系和叶片中SOD、POD、CAT活性，同时降低H2O2含量、O2?产生速率和MDA含量。D-Arg和MGBG却起相反的作

论文目录

• 原创性声明
• 学位论文版权使用授权书
• 目录
• 缩略语
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 第一章 文献综述
• 第一节 低氧胁迫对植物伤害的机理
• 1 光合作用降低
• 2 水分吸收减少、矿质元素吸收失衡
• 3 呼吸代谢途径改变
• 4 有害物质产生
• 4.1 无氧呼吸产物与酸中毒
• 4.2 活性氧的伤害
• 4.3 还原性毒害物质
• 5 激素代谢紊乱
• 第二节 多胺与环境胁迫
• 1 植物体中多胺的代谢
• 1.1 多胺的合成
• 1.2 多胺的降解
• 2 多胺与植物的抗逆性
• 2.1 多胺与渗透胁迫或水分胁迫
• 2.2 多胺与盐胁迫
• 2.3 多胺与低氧胁迫
• 2.4 多胺与温度胁迫
• 2.5 多胺与酸胁迫
• 2.6 多胺与其它胁迫
• 3 多胺在逆境胁迫中的作用机理
• 3.1 稳定膜结构,调节膜功能
• 3.2 清除活性氧
• 3.3 与生物大分子作用
• 3.4 参与信号转导
• 第二章 外源多胺和多胺合成抑制剂对低氧胁迫下黄瓜幼苗生长及内源多胺含量的影响
• 第一节 外源亚精胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗生长及内源多胺含量的影响
• 1 材料与培养
• 1.1 供试品种
• 1.2 材料培养
• 2 测定项目及测定方法
• 2.1 鲜重、干重的测定
• 2.2 根系生长分析
• 2.3 多胺含量的测定
• 2.4 多胺合成酶活性测定
• 3 结果与分析
• 3.1 外源亚精胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗鲜重、干重和根系生长的影响
• 3.2 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗内源多胺含量的影响
• 3.3 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗多胺合成酶活性的影响
• 4 讨论
• 第二节 多胺合成抑制剂对低氧胁迫下黄瓜幼苗生长及内源多胺含量的影响
• 1 材料与培养
• 1.1 供试品种
• 1.2 材料培养
• 2 测定项目及测定方法
• 2.1 鲜重、干重的测定
• 2.2 根系生长分析
• 2.3 多胺含量的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下黄瓜幼苗鲜重、干重和根系生长的影响
• 3.2 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗内源多胺含量的影响
• 4 讨论
• 第三章 外源多胺和多胺合成抑制剂对低氧胁迫下黄瓜幼苗抗氧化酶活性和活性氧含量影响
• 第一节 外源亚精胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗抗氧化酶活性和活性氧含量的影响
• 1 材料与培养
• 1.1 供试品种
• 1.2 材料培养
• 2 测定项目及测定方法
• 2.1 抗氧化酶SOD、POD、CAT活性的测定
• 2O₂含量、O₂^?产生速率和膜脂过氧化产物MDA含量的测定'>2.2 H₂O₂含量、O₂^?产生速率和膜脂过氧化产物MDA含量的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗SOD活性的影响
• 3.2 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗POD活性的影响
• 3.3 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗CAT活性的影响
• 2^?产生速率的影响'>3.4 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗O₂^?产生速率的影响
• 2O₂含量的影响'>3.5 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗H₂O₂含量的影响
• 3.6 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗MDA含量含量的影响
• 4 讨论
• 第二节 多胺合成抑制剂对低氧胁迫下黄瓜幼苗抗氧化酶活性和活性氧含量的影响
• 1 材料与培养
• 1.1 供试品种
• 1.2 材料培养
• 2 测定项目及测定方法
• 2.1 抗氧化酶SOD、POD、CAT活性的测定
• 2O₂含量、O₂^?产生速率和膜脂过氧化产物MDA含量的测定'>2.2 H₂O₂含量、O₂^?产生速率和膜脂过氧化产物MDA含量的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗SOD活性的影响
• 3.2 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗POD活性的影响
• 3.3 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗CAT活性的影响
• 2^?产生速率的影响'>3.4 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗O₂^?产生速率的影响
• 2O₂含量的影响'>3.5 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗H₂O₂含量的影响
• 3.6 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗MDA含量含量的影响
• 4 讨论
• 第四章 外源多胺和多胺合成抑制剂对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系呼吸代谢的影响
• 第一节 外源亚精胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系呼吸代谢的影响
• 1 材料与培养
• 1.1 供试品种
• 1.2 材料培养
• 2 测定项目及测定方法
• 2.1 无氧呼吸代谢酶活性的测定抗氧化酶
• 2.2 代谢产物浓度的测定
• 2.3 有氧呼吸酶活性的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗根系LDH活性的影响
• 3.2 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗根系PDC活性的影响
• 3.3 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗根系ADH活性的影响
• 3.4 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗根系乳酸含量的影响
• 3.5 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗根系乙醛含量的影响
• 3.6 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗根系乙醇含量的影响
• 3.7 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗根系IDH活性的影响
• 3.8 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗根系SDH活性的影响
• 4 讨论
• 第二节 多胺合成抑制剂对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系呼吸代谢的影响
• 1 材料与培养
• 1.1 供试品种
• 1.2 材料培养
• 2 测定项目及测定方法
• 2.1 无氧呼吸代谢酶活性的测定抗氧化酶
• 2.2 代谢产物浓度的测定
• 2.3 有氧呼吸酶活性的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗根系LDH活性的影响
• 3.2 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗根系PDC活性的影响
• 3.3 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗根系ADH活性的影响
• 3.4 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗根系乳酸含量的影响
• 3.5 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗根系乙醛含量的影响
• 3.6 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗根系乙醇含量的影响
• 3.7 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗根系IDH活性的影响
• 3.8 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗根系SDH活性的影响
• 4 讨论
• 第五章 外源多胺和多胺合成抑制剂对低氧胁迫下黄瓜幼苗碳水化合物含量的影响
• 第一节 外源亚精胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗碳水化合物含量的影响
• 1 材料与培养
• 1.1 供试品种
• 1.2 材料培养
• 2 测定项目及测定方法
• 2.1 提取液的制备
• 2.2 糖含量的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗淀粉含量的影响
• 3.2 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗蔗糖含量的影响
• 3.3 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗葡萄糖含量的影响
• 3.4 外源亚精胺对低氧胁迫下幼苗果糖含量的影响
• 4 讨论
• 第二节 多胺合成抑制剂对低氧胁迫下黄瓜幼苗碳水化合物含量的影响
• 1 材料与培养
• 1.1 供试品种
• 1.2 材料培养
• 2 测定项目及测定方法
• 2.1 提取液的制备
• 2.2 糖含量的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗淀粉含量的影响
• 3.2 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗蔗糖含量的影响
• 3.3 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗葡萄糖含量的影响
• 3.4 D-Arg和MGBG对低氧胁迫下幼苗果糖含量的影响
• 4 讨论
• 全文讨论
• 全文结论
• 创新之处
• 参考文献
• 附录 （攻读博士学位期间撰写的论文情况）
• 致谢