前胡提取物诱导水稻抗稻瘟病和抗寒性机理研究

论文摘要

前胡（Radix peucedani）为伞形科植物,其提取物有诱导水稻抗稻瘟病和抗寒性的作用。由于植物源诱抗剂具有环境相容性好和使用安全等优点,因此,植物源诱抗剂成为目前研究的热点。为了探索前胡提取物诱导抗性的作用机理,湖南农业大学农药学实验室从前胡提取物中分离了三个有活性的单体化合物,能诱导水稻抗稻瘟病和抗寒性。本文对三个单体化合物诱导水稻抗稻瘟病和抗寒性的机理做了初步的研究,主要研究结果如下:1.单体化合物处理能提高水稻体内与抗病性有关的酶的活性和与抗病性有关的MDA（丙二醛）的含量。PPO（多酚氧化酶）、POD（过氧化物酶）、LOX（脂氧合酶）、SOD（超氧化物歧化酶）、PAL（苯丙氨酸解氨酶）活性和MDA含量变化对抗病性影响研究表明:经过QA、QB和QC三种活性成分诱导水稻之后,与空白对照相比,POD、SOD、PPO、LOX、PAL活性上升和MDA含量增加,POD分别达到160.92U·g-1mill-1、192.25U·g-1·min-1和168.25U·g-1·min-1;SOD活性分别达到834.55 U·g-1·fw-1·min-1、756.9 U·g-1·fw-1·min-1和758.13U·g-1·fw-1·min-1,PPO活性分别达到85.67U·g-1·min-1、83 U·g-1·min-1和91.33 U·g-1.min-1,LOX活性分别达4.33 U·g-1·min-1、4.27 U·g-1·min-1和4.4U·g-1·min-1,PAL活性分别达到111.33U·g-1min-1、102.20 U·g-1min-1和122.80 U·g-1min-1,MDA的含量分别达到28.05umol·g-1·FW-1、30.37 umol·g-1·FW-1和31.48 umol·g-1·FW-1;QA、QB和QC三种活性成分的诱抗效果与对照有显著差异,因此,以上酶活性的升高提高了水稻的抗病性。2.单体化合物处理后,诱导相关生理生化指标的变化趋势与化学诱抗剂烯丙异噻唑诱导的变化趋势基本一致。QA、QB和QC三种活性成分诱导之后与烯丙异噻唑相比较,发现其POD、SOD、PAL、PPO、LOX的活性变化趋势和MDA的含量变化趋势基本一致,以上实验结果佐证了QA、QB和QC三种活性成分诱导POD、SOD、PAL、PPO、LOX的活性升高和MDA的含量增加提高了水稻对稻瘟病的抗性。3.测定的生理生化指标变化趋势与诱抗效果变化趋势的相关性分析表明:相关系数都不是很大,一定时间内酶的活性变化趋势与诱抗效果的没有相关性,其原因可能是诱导植物抗病性是一个系统的工程,不是单一因素的独立作用,而是一个有机的整体,在植物体内各种指标的变化互相影响,互相协调,调节诸如植保素和抗病蛋白的表达等。因此要对各种指标做全盘考虑,寻找更合适的分析方法和更深入的研究各种指标的变化过程。4.防御酶、叶绿素、可溶性蛋白质和游离脯氨酸的变化对抗寒性的影响的研究表明:经QA、QB和QC诱导的水稻幼苗,在低温处理之后,与对照相比,SOD、POD、CAT（过氧化氢酶）的活性升高和叶绿素、可溶性蛋白质和游离脯氨酸的含量增加,SOD的活性分别达到989.56U·g-1·FW-1、989.61 U·-1·FW-1和989.55 U·g-1·FW-1,POD的活性分别达到119.08 U·g-1·min-1、119.56 U·g-1·min-1和118.99 U·g-1·min-1,CAT的活性分别达到8.33gprot、8.42gprot和8.58 gprot,叶绿素含量分别上升到0.71mg/g、O.72 mg/g和0.71mg/g,可溶性蛋白质含量分别达到25.05mg/gFW、25.56mg/gFW和25.12mg/gFW,游离脯氨酸的含量分别达到72.49ug/gFW、74.02ug/gFW和71.19ug/gFW;QA、QB和QC诱导低温处理之后的抗寒效果与对照的抗寒效果有明显的差异,因此,防御酶活性的升高以及叶绿素、可溶性蛋白质和游离脯氨酸含量的增加提高植物的抗寒性。5.SOD、POD、CAT活性变化趋势与抗寒效果变化趋势的相关性研究表明:SOD活性变化与抗寒效果的相关性最高,分别为0.8532、0.9995和0.7075;CAT次之,分别为0.7652、0.5041和0.3754;POD最低。

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Abstract

第一章文献综述

1 诱抗剂及其作用机理研究进展

1.1 诱抗剂研究现状

1.2 诱抗剂的分类

1.2.1 非生物来源

1.2.2 生物来源

1.3 稻瘟病诱抗剂的作用机制

1.3.1 诱导植物结构抗性物质的变化

1.3.2 诱导酶活性的变化

1.3.3 防卫基因的变化

1.4 稻瘟病诱抗剂研究存在的问题

2. 水稻抗寒剂作用机理研究进展

2.1 代谢方面的变化

2.1.1 保护酶系的变化与抗寒性的关系

2.1.2 丙二醛（MDA）的变化与抗寒性的关系

2.1.3 叶绿素的变化与抗寒性的关系

2.2 生化指标的变化

2.2.1 可溶性糖、蛋白质、核酸含量的变化与抗寒性

2.2.2 游离脯氨酸

2.2.3 膜脂和膜蛋白

3 前胡诱抗剂的研究成果

4. 研究的内容和意义

第二章前胡诱导水稻抗稻瘟病研究

1 试验材料

1.1 水稻品种

1.2诱导药剂

1.3 其它试剂

1.4 试验器材

2 试验方法

2.1 水稻品种选择

2.2 水稻的盆栽育苗

2.3 稻瘟病菌的分离培养

2.4 诱导处理

2.4.1 不同浓度下单体化合物诱导水稻抗稻瘟病的效果比较

2.4.2 最佳诱导抗性浓度下,生理生化指标的测定和病情调查

2.5 几种重要指标的测定和抗病性调查

2.5.1 POD活性的测定方法

2.5.2 SOD活性的测定方法

2.5.3 PAL活性的测定方法

2.5.4 PPO活性的测定方法

2.5.5 LOX活性的测定方法

2.5.6 MDA的含量测定方法

2.5.7 病情调查方法

3 结果与分析

3.1 三种活性成分对水稻幼苗抗稻瘟病的诱导效果

3.2 QA、QB、Qc和烯丙异噻唑对水稻POD酶活性的影响

3.3 QA、QB、Qc和烯丙异噻唑对水稻SOD酶活性的影响

3.4 QA、QB、Qc和烯丙异噻唑对水稻PAL酶活性的影响

3.5 QA、QB、QC和烯丙异噻唑对水稻PPO酶活性的影响

3.6 QA、QB、Qc和烯丙异噻唑对水稻LOX酶活性的影响

3.7 QA、QB、Qc和烯丙异噻唑对水稻MDA含量的影响

3.8 各种指标与诱抗效果的相关性分析

3.8.1 SOD与诱抗效果的相关性分析

3.8.2 POD与诱抗效果的相关性分析

3.8.3 PAL与诱抗效果的相关性分析

3.8.4 PPO与诱抗效果的相关性分析

3.8.5 LOX与诱抗效果的相关性分析

3.8.6 MDA与诱抗效果的相关性分析

4. 小结

第三章前胡诱导水稻抗寒性研究

1 实验材料

1.1 水稻品种

1.2 诱导药剂

1.3 其它试剂

1.4 实验器材

2 实验方法

2.1 水稻品种选择

2.2 诱导处理

2.3 几种重要指标的测定

2.3.1 POD酶的活性测定方法同上一章

2.3.2 CAT活性的测定方法

2.3.3 SOD酶的活性测定方法同上一章

2.3.4 叶绿素含量的测定方法

2.3.5 叶内可溶性蛋白质含量的测定方法

2.3.6 脯氨酸含量的测定方法

3 结果与分析

3.1 QA、QB和Qc处理对水稻的抗寒效果

3.2 低温逆境下QA、QB和Oc对水稻POD活性的影响

3.3 低温逆境下QA、QB和Qc对水稻CAT活性的影响

3.4 低温逆境下QA、QB和Qc对水稻SOD活性的影响

3.5 低温逆境下QA、QB和Qc活性成分对水稻体内叶绿色含量的影响

3.6 低温逆境下QA、QB和Qc对水稻体内可溶性蛋白含量的影响

3.7 低温逆境下QA、QB和Qc对水稻幼苗脯氨酸含量的影响

3.8 酶活性与抗寒效果的相关性分析

3.8.1 POD与抗寒效果的相关性分析

3.8.2 CAT与抗寒效果的相关性分析

3.8.3 SOD与抗寒效果的相关性分析

4 小结

第四章结论与讨论

1 三个单体化合物诱导水稻的抗瘟性

1.1 结论

1.2 讨论

2 三个单体化合物诱导水稻的抗寒性

2.1 结论

2.2 讨论

参考文献

致谢

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