类囊体膜脂组成对番茄抗旱性的影响

论文摘要

干旱是限制植物生长发育及产量的重要环境因子。当植物遭受干旱胁迫时,生物膜系统被认为是最先受到伤害的部位之一。植物体类囊体膜脂不饱和脂肪酸含量与植物抗逆性有关。叶绿体omega-3脂肪酸去饱和酶（LeFAD7）是不饱和脂肪酸合成途径中的关键酶,它催化18:2形成18:3,改变类囊体膜脂不饱和脂肪酸含量,从而改变膜的流动性。本实验以野生型（WT）和转正义LeFAD7基因番茄T（+）-12为试材,测定了番茄叶片类囊体膜脂脂肪酸组成,干旱胁迫后的光合速率,叶绿素荧光参数,SOD等抗氧化酶活性和脯氨酸等渗透调节物质含量的变化,电导率的变化等指标。分析了番茄类囊体膜脂组成与抗旱性的关系。主要结果如下:1.转正义基因番茄植株类囊体膜脂中亚麻酸（18:3）含量升高,亚油酸（18:2）含量下降,导致膜脂脂肪酸不饱和度升高。类囊体膜上磷脂减小,糖脂增多,SQDG和PG的相对含量增加。2.干旱胁迫下,转正义基因番茄植株能维持较高的叶片水势（ψw）。且转正义基因番茄植株比WT在干旱胁迫下叶片水势的降低幅度小。3.干旱胁迫下,转正义基因番茄植株能维持较高的光合能力,与WT相比,干旱胁迫下转正义基因番茄植株能维持较高的PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）,光合速率（Pn）和叶绿素含量。且转正义基因番茄植株比WT叶片PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）,光合速率（Pn）和叶绿素含量的降低幅度小。4.干旱胁迫下,转正义基因番茄植株能降低细胞膜的膜脂过氧化作用。抗氧化酶（SOD, POD, CAT）活性大体都呈先升后降趋势,且转正义基因番茄植株比WT能维持较高的抗氧化酶（SOD, POD, CAT）活性。5.干旱胁迫下,转正义基因番茄植株细胞膜的透性较低,转正义基因番茄植株维持较低的电导率和伤害度以及较低的丙二醛含量,且转正义基因番茄植株比WT在干旱胁迫下叶片丙二醛的增加幅度小。6.干旱胁迫下,脯氨酸含量都呈先升后降趋势,但转正义基因番茄植株能维持较高的脯氨酸代谢物的含量,糖类含量基本呈先升高再下降趋势。7.干旱胁迫下转正义基因番茄植株能维持较高的发芽率。

论文目录

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• 中英文缩略表
• 1 引言
• 1.1 植物抗旱性的鉴定指标
• 1.1.1 生长发育指标
• 1.1.2 形态指标
• 1.1.3 生理生化指标
• 1.1.4 产量指标
• 1.2 干旱对植物生物膜的影响
• 1.2.1 植物生物膜的组成
• 1.2.2 干旱对植物生物膜的影响
• 1.3 干旱对植物类囊体膜的影响
• 1.3.1 植物类囊体膜的化学组成
• 1.3.2 类囊体膜的生物学功能
• 1.3.3 类囊体膜的脂质组成与抗逆性之间的关系
• 1.4 ω-3 脂肪酸去饱和酶的种类、分布和性质
• 1.4.1 ω-3 脂肪酸去饱和酶的生理功能
• 1.4.2 ω-3 脂肪酸去饱和酶与植物的抗寒性
• 1.4.3 ω-3 脂肪酸去饱和酶与植物的抗病性
• 1.4.4 ω-3 脂肪酸去饱和酶基因的克隆及表达调控
• 1.5 干旱对光合作用的影响
• 1.5.1 干旱胁迫下光合作用的气孔与非气孔限制
• 1.5.2 干旱对光合色素的影响
• 1.5.3 干旱对叶绿素荧光参数的影响
• 1.6 干旱对活性氧代谢的影响
• 1.7 干旱胁迫下植物的渗透调节能力
• 1.8 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料及处理
• 2.1.1 番茄
• 2.1.2 种子处理
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 种子发芽率测定
• 2.2.2 类囊体膜脂的提取和分析
• 2.2.3 番茄叶片水势的测定
• 2.2.4 番茄叶片光合速率和叶绿素荧光参数的测定
• 2.2.4.1 番茄叶片荧光参数的测定
• 2.2.4.2 番茄叶片净光合速率的测定
• 2.2.4.3 番茄叶片叶绿素含量的测定
• 2.2.5 番茄叶片抗氧化酶活性的测定
• 2.2.5.1 SOD（超氧化物歧化酶）提取和活性的测定
• 2.2.5.2 POD（过氧化物酶）活性的测定
• 2.2.5.3 CAT（过氧化氢酶）活性的测定
• 2.2.6 膜伤害指标的测定
• 2.2.6.1 电导率和伤害度的测定
• 2.2.6.2 丙二醛含量的测定
• 2.2.7 渗透调节物质的测定
• 2.2.7.1 脯氨酸含量测定
• 2.2.7.2 可溶性糖含量的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 LeFAD7 基因过量表达改变了类囊体膜脂的组成
• 3.2 干旱胁迫下种子发芽率的变化
• 3.3 干旱胁迫下转基因番茄叶片水势的变化
• 3.4 干旱胁迫下番茄叶片与光合有关指标的变化
• 3.4.1 转基因番茄植株净光合速率及叶绿素含量的变化
• 3.4.2 干旱胁迫下转基因番茄植株叶绿素荧光参数的变化
• 3.5 干旱胁迫下转基因番茄植株抗氧化酶活性的变化
• 3.6 膜伤害指标的变化
• 3.6.1 干旱胁迫下番茄叶片电导率的变化
• 3.6.2 干旱胁迫下番茄叶片丙二醛的变化
• 3.7 番茄叶片渗透调节物质的变化
• 3.7.1 干旱胁迫下番茄叶片脯氨酸含量的变化
• 3.7.2 干旱胁迫下番茄叶片可溶性糖的变化
• 4 讨论
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况