油菜素内酯对受涝牛膝叶片膜脂过氧化和渗调物质的影响

论文摘要

牛膝（Achyranthes bidentata BL.）为苋科多年生草本植物,以干燥肉质根入药,药材名牛膝,是著名的四大怀药之一。具有补肝肾,强筋骨,逐瘀通经,抗炎、抗菌和镇痛、提高免疫调节作用和改善心血管系统的作用。目前对于牛膝研究主要着重于其药理作用、化学成分及栽培技术等方面。怀牛膝7月中下旬播种到10月底收获,生育前期正赶上河南多雨季节,涝渍是怀牛膝生产过程常常遇到的问题,然而目前对于牛膝的涝害生理研究几近空白。油菜素内酯（BR ）是一种新型植物激素,在植物体内含量极低,但生理活性却很高,植物经低浓度处理便能表现出明显的生理效应。许多研究证明,BR具有改善植物生理代谢,提高品质和产量的作用,并能调节植物生长发育。然而,BR能否通过调节牛膝体内代谢,增强其抗涝能力,从而促进光合作用,提高产量和品质,目前尚未见报道。本实验用0. 025mg/L、0. 05 mg/L、0. 1 mg/L、0.2 mg/L的BR处理涝害牛膝,研究了BR对涝害胁迫下牛膝抗氧化代谢、渗透调节、细胞膜稳定性、光合作用及产量和齐墩果酸含量的影响,旨在为采取有效调控措施,提高牛膝抗涝性,从而为提高牛膝的产量和品质提供保证。1、BR对涝害胁迫下牛膝叶片抗氧化酶系统中酶类和细胞膜透性的影响SOD的活性受其底物浓度的诱导,在涝害胁迫初期,受O2-含量增加的刺激,SOD活性增强,但随着胁迫时间的延长和胁迫程度的加深,部分酶蛋白开始因缺水而变性,所以SOD活性又急剧下降。受底物浓度的影响,APX活性变化趋势和SOD相似。虽然叶面喷施BR没有改变SOD和APX活性先增加后下降的趋势,但是喷施BR的处理SOD和APX活性始终高于叶面喷洒清水的涝害处理,甚至接近于正常浇水的处理（CK）。同时,BR对于CAT的活性下降也起到了较好的抑制作用。所以BR使涝害胁迫下的牛膝叶片维持了相对较高的清除活性氧的能力,减少了涝害胁迫条件下自由基的积累,缓解了其对生物膜系统的伤害,使膜脂过氧化程度降低,因而原生质膜的通透性变小,内容物及离子渗漏减少。2、BR对涝害胁迫下牛膝叶片荧光参数和光合速率的影响光合色素是光能的受体,是光合作用得以进行的基础。叶片中光合色素含量是反映植物光合能力的一个重要指标,环境因子的改变会引起叶绿体色素含量的变化,进而引起光合性能的改变。研究结果表明,在涝害胁迫条件下,牛膝叶片的叶绿素发生了降解,而叶面喷施BR在涝害胁迫初期使叶绿素的合成大于降解,随着胁迫时间的延长和程度的加深,喷施BR的处理叶绿素降解也开始占优势,但是降解幅度始终小于B0,从而为涝害胁迫下牛膝叶片进行光合作用提供了一定的物质保证。试验证明,涝害胁迫条件下的牛膝叶片维持了较高的通过PSⅡ的电子传递速率（Fv/Fo）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ФPSⅡ）和光化学猝灭系数（qP）。说明BR通过抑制叶绿素降解、促进其合成对光合机构起到了一定的保护作用,进而提高了涝害胁迫下牛膝叶片光合作用的潜能并提高了涝害牛膝实际光合速率,其中以0.05mg/L的BR保护效果最好。3、BR对涝害胁迫下的牛膝叶片中的脯氨酸和可溶性糖含量以及可溶性蛋白的影响植物在逆境胁迫时体内Pro积累,对植物有积极的保护作用。植物细胞内可溶性糖含量的增加,可降低原生质的渗透势,有利于细胞从外界水势降低的介质中继续吸水,以维持其正常的代谢活动。本文实验证明,叶面喷施BR增加了涝害胁迫下牛膝叶片中脯氨酸和可溶性糖的积累,起到了很好的渗透调节作用,对于其他生理作用的进行提供了一定的保障。植物在逆境条件下通过增加可溶性蛋白质的合成,直接参与其适应逆境的过程。叶面喷施BR在胁迫初期对蛋白质的合成起促进作用,随着胁迫程度的加深,又对其降解起到了抑制作用。说明在涝害条件下,BR通过促进新蛋白质的合成或者抑制蛋白质分解使其保持一定的含量水平,使细胞的亲水性增强,间接地增强了牛膝的抗涝能力。各处理浓度间的效应也较为显著,以0.1mg/L的BR作用效果最好。4、BR对涝害胁迫的牛膝产量和品质的影响涝害使电子传递过程中的电子泄漏,产生过多的自由基,而抗氧化酶活性的降低,使更多的自由基累积,攻击细胞的膜系统;使叶绿素发生降解,影响光能的吸收和传递,进一步影响光合作用,使物质的合成与代谢受阻,进而影响到作物的产量和品质。而本文试验证明,涝害胁迫对牛膝后期根产量的形成产生了一定的影响,虽然齐墩果酸含量没有造成明显的影响,但产量的增加必然带来齐墩果酸产量最终增加。因此说,叶面喷施BR对涝害胁迫下的牛膝产量的形成产生了有利的影响,使牛膝体内适应机制更趋于良好,为产量和品质的提高奠定基础,以0.1mg/L的处理后效作用更为明显。综合本研究结果,适宜浓度的BR可通过增强涝害牛膝的SOD、APX和CAT的活性减少O2-和H2O2的积累,从而减少膜脂过氧化物的产生;保护细胞膜系统的稳定性,抑制叶绿素的分解,从而维持较高的Fv/Fo、Fv/Fm、ФPSⅡ和Qp,并提高了涝害牛膝的光合速率,获得更多的光合产物,增加牛膝根部的产量,获得较高的品质。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 牛膝的形态特征及分布
• 1.2 牛膝的生物学特性
• 1.2.1 牛膝的生长特性
• 1.2.2 牛膝对环境的要求
• 1.3 牛膝化学成分与药理作用研究
• 1.3.1 牛膝化学成分的研究
• 1.3.2 牛膝药理作用的研究
• 1.4 BR 生理效应研究
• 1.4.1 改善植物的渗透调节
• 1.4.2 对细胞保护酶的作用
• 1.4.3 对膜质过氧化程度的影响
• 1.4.4 改善光合作用
• 1.4.5 对植物衰老作用的调节作用
• 1.5 涝害对植物的破坏作用
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 试验材料的种植
• 3.2 材料的处理
• 3.3 测定的项目和方法
• 3.4 数据处理分析
• 4 结果与分析
• 4.1 不同浓度浓度BR 对涝害牛膝生理特性的影响
• 4.1.1 对牛膝涝害前后抗氧化酶活性和细胞质膜透性的影响
• 4.1.2 对涝害牛膝叶片MDA 含量和相对质膜相对透性的影响
• 4.1.2.1 对涝害牛膝叶片MDA 含量的影响
• 4.1.2.2 对涝害牛膝叶片质膜相对透性的影响
• 4.1.3 对涝害牛膝叶片pro、WSC 和可溶性蛋白质含量的影响
• 4.1.3.1 对涝害牛膝叶片渗透调节物质含量的影响
• 4.1.3.2 对涝害牛膝叶片可溶性蛋白质含量的影响
• 4.2 BR 对涝害胁迫下牛膝叶片叶绿素含量、荧光参数和光合速率的影响
• 4.2.1 对涝害胁迫下牛膝叶片叶绿素含量和荧光参数的影响
• 4.2.2 对涝害胁迫下牛膝光合速率的影响
• 4.3 叶面喷施BR 对牛膝产量和齐敦果酸含量的影响
• 5 结论与讨论
• 5.1 BR 提高了涝害胁迫下牛膝叶片对活性氧的清除能力
• 5.2 BR 提高了涝害胁迫下的牛膝叶片的渗透调节能力
• 5.3 BR 提高了涝害胁迫下牛膝叶片光合作用的潜能和光合速率
• 5.4 BR 使涝害停止后的牛膝迅速恢复正常生长并最终提高受涝牛膝产量
• 参考文献
• 英文摘要