豆科植物骆驼刺盐胁迫适应性研究

论文摘要

盐胁迫是严重影响植物生长,导致农作物减产的主要非生物因子之一。为此,提高植物产量,不仅仅是依靠增加其基因潜势,而更重要的是应着重于研究发现自然界现有的抗逆性强,能够在高盐、干旱、土壤肥力瘠薄的环境下保持有效产量的优良植物种,而骆驼刺（Alhagi pseudalhagi Desv.）是生长于荒漠、半荒漠区的多年生豆科植物,在塔里木盆地骆驼刺既是防风固沙的重要天然植物种,又是草食家畜不可缺少的优质饲草之一。本实验以豆科植物骆驼刺与绿豆（Vigna radiata）做对照,比较研究两种植物抗盐能力从而分析光合碳同化能力。植物材料种植在温室里装有蛭石的塑料盆中用1/2 hoagland培养液培养,设0（对照）,50,100及200 mM等四个浓度的NaCl处理2周,测定光合作用相关参数。耐盐植物骆驼刺与盐敏感植物绿豆光合能力对盐胁迫的响应有所不同。绿豆Pn与＆值随着盐浓度的增加而下降,Ci值不变。而骆驼刺50 mM处理下的光合作用明显高于对照,达到130%,100 mM处理与对照没有明显差异,到200 mM时才降低到对照的60%。轻度盐胁迫下Pn的升高与gs低密切相关,Ci值轻微降,说明CO2同化速率增强导致Pn的升高。此外,不同盐处理后的骆驼刺Rubisco蛋白含量与酶的活性变化表明,盐浓度为50mM时的Pn的增高是Rubisco合成速率与酶活性的提高引起的：100 mM处理下Rubisco和含量最高而活性相对较低,使得CO2同化速率与对照没有显著差异：200 mM处理下酶的合成与活性同时受到限制。低盐胁迫下盐敏感植物绿豆光合作用下降是因为电子传速率PSⅡ（ETR）受限制表现在PSⅡ与Fv/Fm的下降,这与前人报道一致。NPQ的明显升高表明大部分电子以热的形式散射来降低电子传递速率,避免了电子积累造成的危害。耐盐植物骆驼刺在低盐胁迫下CO2同化效率的促进可以用ΦpsⅡ的促进来判断,ETR也同时升高是ΦpsⅡ升高所致。Fv/Fm升高引起的ΦPSⅡ与qP的升高,是因为低盐诱导PSⅡ复合体的浓度或者天线色素复合体的合成速率。绿豆盐处理后的总叶绿素含量明显降低,而Chla/b值升高。骆驼刺处理后的总叶绿素与叶绿素b含量明显高而导致Chla/b值的明显下降。骆驼刺Chla/b值的降低表明PSⅡ/PSI的改变引起的。因此,盐处理后绿豆叶绿素含量的降低是因为PSI复合体的降低幅度高于PSⅡ。从而得出骆驼刺光合作用对盐胁迫的响应可以肯定的认为Rubisco合成速率和PS复合体活性的提高所致。盐胁迫,尤其在高浓度（100和200mmM）盐胁迫下耐盐植物骆驼刺主根和叶片中SOD活性明显高于未处理对照,因为根是最先受到胁迫的器官,骆驼刺主根O2-清除合成H2O2能力最高,此时还伴随着POD活性在各器官中显著诱导上升,同时具有较强的分解H202能力。而绿豆POD活性均降低。须根中SOD活性,虽然在绿豆中的诱导强于骆驼刺中的诱导,但POD活性则下降,这可能是绿豆须根没有H202能力下降所致。因此,骆驼刺中可能主要依靠POD的作用清除H2O2——抵御氧化胁迫。骆驼刺叶片和茎中CAT活性明显上升,但绿豆中的活性并不明显。盐诱导的骆驼刺中SOD、POD和CAT活性的上调表明,骆驼刺比绿豆具有更有效地清除H202的能力,这可能是骆驼刺具有较强抗盐性的原因之一。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 盐胁迫对光合作用的不利影响
• 1.1.1 对光合作用的影响
• 1.1.2 盐胁迫与光合作用气孔与非气孔限制因素分析
• 1.1.3 盐胁迫对光合色素的影响
• 1.1.4 盐胁迫对PSⅠ,PSⅡ和电子传递的影响
• 1.1.5 盐胁迫对碳同化的影响
• 1.2 盐胁迫对抗氧化酶活性的影响
• 1.3 渗透保护物质
• 1.4 研究意义
• 第2章 盐胁迫对两种豆科植物骆驼刺与绿豆的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料培养与盐胁迫处理
• 2.1.2 叶片叶绿素含量测定
• 2.1.3 光合参数的测定
• 2.1.4 叶绿素荧光的测定
• 2.1.5 叶片DNA的提取,rbcL基因的克隆及PCR检测
• 2.1.6 用Western-blot方法检测rbcL的表达差异
• 2.1.7 数据处理
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 盐胁迫对叶绿素含量的影响
• 2.2.2 盐胁迫对光合气体交换参数的影响
• 2.2.3 盐胁迫对叶绿素荧光参数的影响
• 2.2.4 rbcL基因的克隆及序列分析
• 2.2.5 盐胁迫对Rubisco大亚基表达的影响
• 2.3 讨论
• 2.4 结论
• 第3章 盐胁迫对骆驼刺与绿豆抗氧化系统的影响
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 材料培养与盐胁迫处理
• 3.1.2 脂质过氧化程度的测定
• 3.1.3 酶活性测定方法
• 3.1.4 脯氨酸含量的测定
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 膜脂过氧化程度
• 3.2.2 盐胁迫对骆驼刺与绿豆不同器官SOD活性的影响
• 3.2.3 盐胁迫对骆驼刺与绿豆不同器官POD活性的影响
• 3.2.4 盐胁迫对骆驼刺与绿豆不同器官CAT活性的影响
• 3.2.5 渗透保护物质脯氨酸
• 3.3 讨论
• 3.4 结论
• 第4章 论文研究结论及今后工作的展望
• 4.1 研究结论
• 4.2 未来可能研究的动态
• 参考文献
• 缩略词中英文对照表
• 致谢
• 作者简历