湿涝厌氧环境下花生幼苗的呼吸代谢研究

论文摘要

本研究选取3个在大田条件下具有耐涝差异的花生品种,经历1-5d的根部和整株渍涝处理,通过测定花生苗期在湿涝厌氧胁迫下的根部厌氧呼吸代谢途径关键性酶乳酸脱氢酶（LDH）、乙醇脱氢酶（ADH）,以及有氧呼吸代谢途径关键性酶苹果酸脱氢酶（MDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）的活力变化情况,鉴定室内条件下不同耐涝性花生品种的呼吸代谢途径的变化和代谢强度差异,以初步阐明其内部耐涝机理,为花生种质的耐湿涝室内鉴定提供生化指标,以促进花生耐渍涝生态育种的发展,并对耗时长的田间种植鉴定提供补充作用。本研究的主要结论如下：1、湿涝下的低氧胁迫使花生幼苗根系SDH活性先升后降,MDH活性显著下降,使根系的有氧呼吸受到抑制；同时花生幼苗根系启动了乙醇发酵和乳酸发酵,根系中的ADH活性和LDH活性先升后降。2、厌氧呼吸代谢关键性酶LDH、ADH的变化。与正常灌溉比较,渍涝条件下耐涝性强的品种豫花15号、中花8号的无氧呼吸升得快但持续时间较短。具体表现出LDH、ADH活性前期得到迅速诱导增长,可以迅速供应能量,而中后期活性最低,增速最慢,不致于长期大量积累乳酸、酒精而造成中毒；经渍涝诱导后,LDH、ADH在前、前期活性最高,而且增速最快或较快,后期降低,如此则中花8号受渍涝后的前期能较迅速供能,又可降低长期积累酒精而中毒的几率。耐涝性较弱的中花4号经渍涝诱导后,LDH活性较高,增速较快,其ADH受渍涝诱导后活性较高,但前期比豫花15号、中花8号增长慢,中后期增长最快,最后降至0水平,因此中花4号受渍涝后的前期难以迅速供能,中后期会大量积累酒精而中毒,以至最后可能因衰竭丧失活性。3、有氧呼吸酶MDH、SDH活性的变化。与正常灌溉比较,渍涝条件下耐涝性强的品种豫花15号MDH活性下降速度最慢,中花4号较慢,中花8号最快。豫花15号不论半、全涝一直保持SDH活性优势,其次是中花4号,而中花8号略低于中花4号。因此,耐性较强的花生根系幼苗中有氧呼吸受到抑制程度较小。4、由于不同花生品种耐涝性存在着差异,尤其是品种之间呼吸代谢中的酶含量不同,在受到外界环境胁迫时,其呼吸酶的活性变化和呼吸途径的变化,对植物体本身生长发育有着重要的影响。针对湿涝胁迫下酶活性的变化和呼吸途径的改变的初步研究,可以通过筛选合适的品种,改良花生对涝害的耐性,减轻涝害对花生的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 研究意义
• 2 湿涝害的涵义
• 3 湿涝害的影响因素
• 4 有氧呼吸代谢的产物和能效
• 5 湿涝胁迫对植物呼吸代谢的伤害
• 6 植物在低氧胁迫下的适应机理
• 6.1 植物结构形态的改变
• 6.1.1 通气组织的形成
• 6.1.2 气生根和不定根的形成
• 6.1.3 向氧性生长
• 6.2 呼吸途径及强度的改变
• 6.2.1 品种间有氧呼吸的强弱差异
• 6.2.2 无氧呼吸的启动
• 6.2.3 其他呼吸代谢途径的平衡
• 6.3 抗氧化系统的启动
• 6.4 厌氧信号转导
• 7 研究目的
• 第二章 材料与方法
• 1 试点及时间
• 2 供试材料
• 3 试验设计
• 4 测定仪器和试剂
• 4.1 测定仪器
• 4.2 测定试剂
• 5 测定指标及方法
• 5.1 蛋白质含量的测定
• 5.2 无氧呼吸关键酶活性测定
• 5.2.1 无氧呼吸酶液的提取
• 5.2.2 乙醇脱氢酶（ADH）活性的测定
• 5.2.3 乳酸脱氢酶（LDH）活性的测定
• 5.3 有氧呼吸酶活性的测定
• 5.3.1 有氧呼吸酶液的提取
• 5.3.2 苹果酸脱氢酶（MDH）活性的测定
• 5.3.3 琥珀酸脱氢酶（SDH）活性的测定
• 第三章 结果与分析
• 1 湿涝厌氧胁迫下对花生幼苗根系无氧呼吸代谢的影响
• 1.1 湿涝厌氧胁迫对花生幼苗根系LDH活性的影响
• 1.2 湿涝厌氧胁迫对花生幼苗根系ADH活性的影响
• 1.3 乙醇发酵与乳酸发酵的关系
• 2 湿涝厌氧胁迫下的花生幼苗根系有氧呼吸代谢的影响
• 2.1 湿涝厌氧胁迫对花生幼苗根系MDH活性的影响
• 2.2 湿涝厌氧胁迫对花生幼苗根系SDH活性的影响
• 2.3 苹果酸脱氢酶与琥珀酸脱氢酶的关系
• 3 厌氧呼吸与有氧呼吸的关系
• 3.1 乳酸脱氢酶与苹果酸脱氢酶的关系
• 3.2 乙醇脱氢酶与苹果酸脱氢酶的关系
• 3.3 乳酸脱氢酶与琥珀酸脱氢酶的关系
• 3.4 乙醇脱氢酶与琥珀酸脱氢酶的关系
• 第四章 讨论与结论
• 1 通过有氧呼吸酶鉴定花生品种的耐涝性
• 2 通过无氧呼吸酶鉴定花生品种的耐涝性
• 3 花生有氧与厌氧呼吸途径对适应湿涝环境的作用机理分析
• 4 创新之处
• 5 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介