首页> 正文

激光对干旱胁迫小麦幼苗的防护和修复效应及机理研究

2020-11-29阅读(920)

激光对干旱胁迫小麦幼苗的防护和修复效应及机理研究

论文摘要

本研究以小麦绵阳26号（Triticum aestivum L．cv．Mianyang 26）为实验材料，运用生理生化等方法研究He-Ne激光（5．23mW·mm-2）和CO2激光(20．1mW·mm-2)辐照对干旱胁迫小麦幼苗在生理水平、生化水平、分子水平以及个体生长发育方面的影响，全面揭示He-Ne激光和CO2激光对干旱胁迫小麦幼苗的防护和修复效应及激光的生物学作用机制。结果如下：1．适度干旱胁迫的小麦幼苗经He-Ne激光辐照后，丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量和超氧自由基（O2）产生速率显著降低（p<0．05），而过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性，抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）和脯氨酸（Proline）含量及根长、根系活力却显著增加（p<0．05）。但对超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）的活性和叶面积、生物量没有显著作用。总体上看，5％和10％PEG6000胁迫的小麦幼苗经激光辐照3min后抗旱性增强。2．CO2激光预处理（1min，3min）可使干旱胁迫小麦幼苗丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）和氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量及超氧自由基（O2）产生速率、叶面积显著降低（p<0．05），而根长、根系活力、株高、干重和类胡萝卜素（Car）、玉米黄素（Zeaxanthin）、抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量和谷胱甘肽过氧化物酶（GP）、过氧化物酶（POD）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）及抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性却显著增加（p<0．05）。但对超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性没有显著作用。综合效果表现为激光预处理3min可抑制由干旱胁迫引起的小麦脂质过氧化作用，从而增强小麦的抗旱性。3．CO2激光预处理可使干旱胁迫小麦幼苗丙二醛（MDA）含量显著下降（p<0．05），叶绿素a和叶绿素b含量、抗氧化酶活性及根干重显著增加（p<0．05）。而经过适当剂量激光辐照干旱胁迫小麦幼苗再加外源c-PTIO（NO专一清除剂）处理则没有这种作用。从而说明激光在生理生化水平上对干旱胁迫损伤具有明显的防护作用且不是主要通过NO起作用，也可理解为激光预处理对干旱胁迫的作用过程中没有诱导内源NO参与，激光预处理不是通过NO对膜质过氧化的防护、抗氧化酶活性的提高及叶绿素a、叶绿素b含量的增加来调节干旱胁迫下小麦幼苗的耐旱性。4．经过CO激光预处理的干旱胁迫小麦幼苗膜脂过氧化程度显著下降（p<0．05），抗氧化酶活性、抗氧化物质和光合色素的含量以及株高都显著增加（p<0．05），说明激光辐照可对干旱胁迫植物起到一定的保护作用。而经过激光预处理的干旱胁迫小麦幼苗再加外源CAT、AsA（H2O2清除剂）和DPI（NADPH氧化酶抑制剂）处理能有效逆转激光对干旱胁迫小麦幼苗的防护作用，从而说明激光在生理生化水平上对干旱胁迫损伤具有明显的防护作用且主要通过H2O2起作用。因此该结果不仅暗示H2O2参与激光对干旱胁迫小麦幼苗的防护作用，同时也表明激光对干旱胁迫小麦幼苗的防护作用过程中H2O2的形成与NADPH氧化酶途径有关。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 文献综述
  • （一） 干旱环境胁迫下植物的分子适应机理
  • 1.1 干旱环境胁迫对植物的伤害
  • 1.2 植物耐旱的机理
  • 1.2.1 叶片保水力
  • 1.2.2 渗透调节
  • 1.2.3 活性氧代谢
  • 1.2.4 蛋白的降解和修复
  • 1.2.5 脱落酸的调节
  • 1.3 植物在干旱环境胁迫下诱导表达的基因和蛋白
  • 1.3.1 干旱诱导基因
  • 1.3.2 干旱诱导蛋白
  • 1.4 干旱胁迫信号的感受与传导
  • 1.5 其它环境因子与干旱胁迫相互作用对植物的影响
  • 2浓度升高与干旱胁迫相互作用对植物的影响'>1.5.1 CO2浓度升高与干旱胁迫相互作用对植物的影响
  • 1.5.2 UV-B辐射与干旱胁迫相互作用对植物的影响
  • （二） 激光对植物的生物学效应
  • 2.1 激光的种类及作用机制
  • 2.2 激光在生物学上的应用
  • 2.2.1 激光在生物技术上的应用
  • 2.2.2 激光在农业科学上的应用
  • 2.2.2.1 激光处理种子对种子萌发与幼苗生长发育的影响
  • 2.2.2.2 激光处理对植株产量以及UV-B抗性的影响
  • 2.2.2.3 激光处理对作物品质性状的影响
  • 2.2.3 激光对植物的生理、生化代谢活动的影响
  • 2.2.4 激光对UV-B辐射植物抗性的研究
  • （三） 植物一氧化氮研究进展
  • 3.1 NO的理化性质
  • 3.1.1 植物体内NO的来源
  • 3.2 NO在植物体内的生理功能
  • 3.2.1 NO与植物的生长发育
  • 3.3 NO与植物的防御反应
  • 3.4 NO与逆境胁迫
  • 3.5 NO在植物中的信号传导
  • 3.6 NO与其它信号分子之间的相互关系
  • 3.6.1 NO与活性氧的对话
  • （四） 植物过氧化氢信号及其调控的生理效应与基因表达
  • 2O2的理化性质'>4.1 H2O2的理化性质
  • 2O2的产生途径和代谢'>4.1.1 植物体内H2O2的产生途径和代谢
  • 2O2在植物体内的生理功能'>4.2 H2O2在植物体内的生理功能
  • 2O2与植物的生长发育'>4.2.1 H2O2与植物的生长发育
  • 2O2与植物细胞的死亡'>4.2.2 H2O2与植物细胞的死亡
  • 2O2与植物的基因表达'>4.3 H2O2与植物的基因表达
  • 2O2的信号转导机制'>4.4 植物体内H2O2的信号转导机制
  • （五） 本研究的目的和意义
  • 第二章 He-Ne激光对干旱胁迫损伤小麦幼苗的生理生化效应影响
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 材料
  • 2.1.2 材料培养及处理
  • 2.1.3 生理生化指标测定
  • 2.1.3.1 根系活力的测定
  • 2.1.3.2 丙二醛含量的测定
  • 2.1.3.3 超氧自由基产生速率的测定
  • 2.1.3.4 过氧化氢含量的测定
  • 2.1.3.5 超氧化物歧化酶活性的测定
  • 2.1.3.6 过氧化物酶活性的测定
  • 2.1.3.7 过氧化氢酶活性的测定
  • 2.1.3.8 抗坏血酸过氧化物酶活性的测定
  • 2.1.3.9 谷胱甘肽还原酶活性的测定
  • 2.1.3.10 抗坏血酸含量的测定
  • 2.1.3.11 还原型谷胱甘肽含量的测定
  • 2.1.3.12 脯氨酸含量的测定
  • 2.1.3.13 样品鲜重、干重、株高、根长和叶面积的测定
  • 2.1.4 统计分析
  • 2.2 实验结果
  • 2.2.1 He-Ne激光对干旱胁迫小麦幼苗根系活力的影响
  • 2O2含量及O2-产生速率的影响'>2.2.2 He-Ne激光对干旱胁迫小麦幼苗MDA和H2O2含量及O2-产生速率的影响
  • 2.2.3 He-Ne激光对干旱胁迫小麦幼苗抗氧化酶活性的影响
  • 2.2.4 He-Ne激光对干旱胁迫小麦幼苗抗氧化物质含量的影响
  • 2.2.5 He-Ne激光对干旱胁迫小麦幼苗脯氨酸含量的影响
  • 2.2.6 He-Ne激光对干旱胁迫小麦幼苗生长发育的影响
  • 2.3 讨论
  • 2激光预处理对干旱胁迫引起小麦幼苗脂质过氧化伤害的防护作用'>第三章 CO2激光预处理对干旱胁迫引起小麦幼苗脂质过氧化伤害的防护作用
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 材料
  • 3.1.2 材料培养及处理
  • 3.1.3 生理生化指标测定
  • 3.1.3.1 谷胱甘肽-S-转移酶活性的测定
  • 3.1.3.2 谷胱甘肽过氧化物酶活性的测定
  • 3.1.3.3 氧化型谷胱甘肽含量的测定
  • 3.1.3.4 类胡萝卜素和玉米黄素含量的测定
  • 3.1.3.5 样品鲜重、干重、株高、根长和叶面积测定
  • 3.1.4 统计分析
  • 3.2 实验结果
  • 2激光预处理对干旱胁迫引起小麦幼苗MDA和H2O2含量及O2-产生速率的影响'>3.2.1 CO2激光预处理对干旱胁迫引起小麦幼苗MDA和H2O2含量及O2-产生速率的影响
  • 2激光对干旱胁迫小麦幼苗抗氧化酶活性的影响'>3.2.2 CO2激光对干旱胁迫小麦幼苗抗氧化酶活性的影响
  • 2激光对干旱胁迫小麦幼苗AsA、GSH、GSSG、CAR和Zeaxanthin含量的影响'>3.2.3 CO2激光对干旱胁迫小麦幼苗AsA、GSH、GSSG、CAR和Zeaxanthin含量的影响
  • 2激光对干旱胁迫小麦幼苗株高、叶面积和干重的影响'>3.2.4 CO2激光对干旱胁迫小麦幼苗株高、叶面积和干重的影响
  • 2激光对干旱胁迫8d小麦叶片GSH和GSSG含量以及GSH/GSSG的影响'>3.2.5 CO2激光对干旱胁迫8d小麦叶片GSH和GSSG含量以及GSH/GSSG的影响
  • 2激光对干旱胁迫8d小麦幼苗根长及根系活力的影响'>3.2.6 CO2激光对干旱胁迫8d小麦幼苗根长及根系活力的影响
  • 3.3 讨论
  • 3.4 小结
  • 2激光预处理提高小麦耐旱性中的作用'>第四章 一氧化氮在CO2激光预处理提高小麦耐旱性中的作用
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 材料
  • 4.1.2 材料培养及处理
  • 4.1.3 生理生化指标测定
  • 4.1.3.1 样品鲜重、干重、株高、根长和叶面积测定
  • 4.1.4 统计分析
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 外源NO供体SNP处理对干旱胁迫小麦幼苗株高和干重的影响
  • 2O2含量和O2-产生速率的影响'>4.2.2 激光预处理和外源NO供体SNP处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片MDA、H2O2含量和O2-产生速率的影响
  • 4.2.3 激光预处理和外源NO供体SNP处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片SOD、CAT、POD、APX和GR活性的影响
  • 4.2.4 激光预处理和外源NO供体SNP处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片光合色素含量的影响
  • 4.2.5 激光预处理和外源NO供体SNP处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片抗氧化物质含量的影响
  • 4.2.6 激光预处理和外源NO供体SNP处理对干旱胁迫小麦幼苗根长和根干重的影响
  • 4.2.7 激光预处理和外源NO供体SNP处理对干旱胁迫小麦幼苗株高和干重的影响
  • 4.3 讨论
  • 2激光预处理提高小麦耐旱性中的作用'>第五章 过氧化氢在CO2激光预处理提高小麦耐旱性中的作用
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 材料
  • 5.1.2 材料培养及处理
  • 5.1.3 生理生化指标测定
  • 5.1.3.1 样品鲜重、干重、株高、根长和叶面积测定
  • 5.1.4 统计分析
  • 5.2 结果与分析
  • 2处理对干旱胁迫小麦幼苗株高和干重的影响'>5.2.1 外源H2O2处理对干旱胁迫小麦幼苗株高和干重的影响
  • 2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片MDA、H2O2含量和O2-产生速率的影响'>5.2.2 CO2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片MDA、H2O2含量和O2-产生速率的影响
  • 2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片SOD、CAT、POD、APX和GR活性的影响'>5.2.3 CO2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片SOD、CAT、POD、APX和GR活性的影响
  • 2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片光合色素含量的影响'>5.2.4 CO2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片光合色素含量的影响
  • 2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片抗氧化物质含量的影响'>5.2.5 CO2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗叶片抗氧化物质含量的影响
  • 2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗根长、根干重、株高和干重的影响'>5.2.6 CO2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗根长、根干重、株高和干重的影响
  • 2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗内源H2O2含量变化的影响'>5.2.7 CO2激光处理对干旱胁迫小麦幼苗内源H2O2含量变化的影响
  • 5.3 讨论
  • 第六章 结论及展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 博士在读期间研究成果

    • 相关论文文献

    • [1].水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗生理生化特性的影响[J]. 作物杂志 2020(02)
    • [2].两种春小麦幼苗光合特性对盐胁迫的响应比较[J]. 甘肃农业大学学报 2020(01)
    • [3].硒酸钠对小麦幼苗生长及微量元素积累的影响[J]. 山西农业科学 2020(06)
    • [4].干旱胁迫下外源硒对小麦幼苗抗旱性的影响[J]. 土壤 2018(06)
    • [5].L-β-苯基乳酸对小麦幼苗生长及生理的影响[J]. 南方农业学报 2018(01)
    • [6].低温下硅对春小麦幼苗生长及离子含量的影响[J]. 黑龙江八一农垦大学学报 2017(02)
    • [7].油菜素内酯对小麦幼苗抗旱性的诱导效应[J]. 江苏农业科学 2017(01)
    • [8].盐旱复合胁迫对小麦幼苗生长和水分吸收的影响[J]. 生态学报 2017(07)
    • [9].乙酰化葡萄糖对碱胁迫下小麦幼苗生长的影响[J]. 华北农学报 2017(03)
    • [10].硒对不同重金属胁迫处理的小麦幼苗生理特征的影响[J]. 云南大学学报(自然科学版) 2017(05)
    • [11].小麦幼苗对盐碱胁迫的生理生化响应特征[J]. 新课程(中学) 2017(08)
    • [12].硅作用下镉对小麦幼苗生理生化指标的影响研究[J]. 中国农学通报 2013(36)
    • [13].硅作用下汞对小麦幼苗生理生化指标的影响研究[J]. 山东农业大学学报(自然科学版) 2013(04)
    • [14].铈缓解紫外线与镉复合胁迫小麦幼苗的效应研究[J]. 周口师范学院学报 2018(05)
    • [15].盐旱交叉胁迫对小麦幼苗渗透调节能力的影响[J]. 山西农业科学 2017(02)
    • [16].根施甜菜碱对镍胁迫下小麦幼苗生长生理的影响[J]. 西北植物学报 2017(02)
    • [17].不同丛枝菌根真菌对小麦幼苗侵染及生物产量的影响[J]. 江苏农业科学 2017(01)
    • [18].温度和光照度对春小麦幼苗生长及生化组成的影响[J]. 江苏农业科学 2017(15)
    • [19].外源脱落酸缓解小麦幼苗铜胁迫伤害的生理机制初探[J]. 麦类作物学报 2016(06)
    • [20].缺碳或缺氮对小麦幼苗生长发育的影响[J]. 湖北农业科学 2015(08)
    • [21].干旱胁迫下小麦幼苗蛋白质和脯氨酸含量分析[J]. 安徽农业科学 2013(26)
    • [22].外源脱落酸对小麦幼苗抗镉胁迫能力的影响[J]. 西北植物学报 2012(04)
    • [23].镧对干旱胁迫下小麦幼苗抗氧化系统的影响[J]. 稀土 2011(01)
    • [24].外源亚精胺对盐胁迫下小麦幼苗生长的影响[J]. 安徽农业科学 2011(04)
    • [25].腐植酸钠对镉胁迫小麦幼苗的生物效应[J]. 南方农业学报 2011(10)
    • [26].GABA对小麦幼苗耐盐性的影响[J]. 甘肃农业大学学报 2010(02)
    • [27].不同施氮水平对小麦幼苗性状的影响[J]. 陇东学院学报 2010(05)
    • [28].外源钙对小麦幼苗耐盐性的影响[J]. 湖北农业科学 2009(05)
    • [29].钙离子对盐胁迫小麦幼苗氮代谢的影响[J]. 生态学报 2009(08)
    • [30].外源一氧化氮对干旱胁迫小麦幼苗生长和生理特性的影响[J]. 安徽农业科学 2008(17)

    标签：;  ;  ;  ;  

    激光对干旱胁迫小麦幼苗的防护和修复效应及机理研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5