水分胁迫下肌醇与Ca2 对小麦幼苗生长发育协同作用研究
2023-12-25 08:12
论文总字数：12364字
摘 要
本实验以小麦为材料，研究水分子胁迫下肌醇和Ca2 协同对小麦幼苗生长发育的影响。实验结果表明：低浓度的肌醇和中浓度的Ca2 协同作用时小麦的抵御干旱能力最强，即处理II肌醇浓度为2.5mg /L、Ca2 浓度为500mg /L协同最有利于小麦的生长。通过与对照的比较，处理II的小麦幼苗叶绿素含量提高了34.46%、POD活性提高了14.18%、SOD活性提高了44.80%、细胞质膜外渗率降低了66.36%、特别是根系活力较对照增强了2.91倍。由此可见，使用2.5mg /L肌醇和500mg /L Ca2 浓度协同可以提高小麦幼苗抗干旱的能力。关键词: 水分胁迫，小麦，肌醇和Ca2 ，协同作用
Abstract: The synergistic effect of different concentrations inositol and Ca2 on wheat seedling was studied under drought stress in this experiment. The results showed that the mixture of low concentration of inositol and middle concentration of Ca2 could promote the growth and development of wheat seedling under drought stress. The best concentration of inositol was 2.5mg/L and Ca2 was 500mg/L. After this treatment the chlorophyll content was increased by 34.46%, activity of POD was increased by 14.18%, SOD activity was increased by 44.80% and the cytoplasm membrane leakage rate was reduced by 66.36%respectively. The most important promotion was increase of he root activity that was 2.91 times than CK. Therefore, the treatment with 2.5mg/L inositol and 500mg/L Ca2 .was good for wheat seedling resistance to drought stress.
Key words: Water stress, inositol,Ca2 ,wheat, synergistic effect
目录
1前言 4
1.1肌醇对植物生理功能的研究概况 4
1.2 Ca2 对植物生理功能的研究概况 4
1.3 小麦抗干旱研究概况 5
2 材料和方法 7
2.1 试验材料 7
2.1.1 材料 7
2.1.2 试剂 7
2.1.3 主要仪器 7
2.2 试验方法 7
2.2.1试验设计 7
3.2.2 各生理指标的测定 8
3.2.3 统计分析 8
3 结果分析 8
3.1 水分胁迫下不同喷施浓度对小麦幼苗叶片和根系生物量的影响 8
3.2水分胁迫下不同喷施浓度对叶片叶绿素含量的影响 9
3.3水分胁迫下不同喷施浓度对小麦根系活力的影响 9
3.4水分胁迫下不同的喷施浓度对小麦POD活性的影响 10
3.5 水分胁迫下不同喷施浓度对小麦SOD活性的影响 11
3.6 水分胁迫下不同喷施浓度对小麦细胞膜外渗率的影响 12
结论 13
参考文献 14
致谢 17
1前言
1.1肌醇对植物生理功能的研究概况
肌醇又称肌糖、环六甲烷醇和环己六醇,分子式为C6H1206。它是一种水溶性维生素，维生素B族中的一种，和胆碱一样，肌醇是亲脂肪性的维生素。肌醇在植物中以六磷酸酯形式存在。
前几年科学家主要研究肌醇在动物体中的作用，如医药、食品添加剂、动物饲料添加剂以及动物生长激素等方面[1]。近几年，肌醇在植物中的作用成为研究热点。于明艳等[2]研究发现，低温胁迫下肌醇能提高玉米种子的发芽率、发芽指数和活力指数、超氧化物歧化酶活性、叶绿素含量，进而提高玉米的抗寒能力；也有研究表明，肌醇对霍霍巴多芽苗、瓜尔豆和大田香蕉等植物的萌发和活力具有促进作用[3~4]；由继红等[5]也发现，低温胁迫下肌醇可提高玉米种子的过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶活性；而且在大麦发芽过程中，通过在浸麦过程中添加肌醇能诱导金属离子的释放，提高游离态金属离子，从而激活水解酶的活性，加快麦芽溶解，缩短制麦周期[6]。
肌醇是如何在生物中发挥作用？有研究表明，肌醇影响到磷酸肌醇(PI)代射，进而影响到与G蛋白偶联的双信使系统，促使Ca2 内流或使胞内钙库钙释放，最终影响到胞内Ca2 的变化，从而影响到生物的生长[7]。但更为详尽的作用机制还有待研究。
1.2 Ca2 对植物生理功能的研究概况
钙不仅是植物必须的矿质营养元素之一，而且对于维持细胞壁、细胞膜及膜结合蛋白的稳定性具有重要作用，电镜观察表明，缺钙导致细胞膜解体，加钙又恢复常态。可见钙有稳定细胞膜结构，防止细胞膜损伤的作用。2007年Tuna的研究证实了这一点[8]。有机酸是植物代谢的中间产物，钙能和有机酸结合成为可溶性的钙盐结晶，其中最为普遍的就是草酸钙。据报道，在外源 Ca2 诱导下，细胞内可形成草酸钙结晶，移去外源Ca2 ，结晶会消失。而草酸钙的形成有以下生理作用：（1）消除有机酸在植物体内的过多积累。（2）草酸钙的形成过程是可逆的，植物体内钙离子过多形成草酸钙，消除过量钙对植物的伤害，当钙离子浓度不能满足植物需要时，草酸钙释放出 Ca2 以满足植物的需要[9]。
而且Ca2 可以调节无机离子运输，并且作为细胞内生理生化反应的第二信使偶联胞外信号起重要作用。当植物受到逆境胁迫时，能通过提高细胞质的游离Ca2 的浓度，并通过Ca2 与钙调素(CaM)结合启动一系列生理生化过程[10]，钙信使系统是通过一些调节蛋白和酶的活性而发挥作用的，逆境胁迫下，这一系统可以通过调节多种酶的活性而调节植物的抗逆性。多种非生物逆境如低温、缺氧、 热激及水分胁迫等都可以快速大量积累ABA,这是由于谷氨酸脱羟酶（GAD）被 Ca2 -CaM信使激活所致[11]。杨利艳（2011）等人进一步研究Ca2 对小麦萌发及幼苗抗盐性时发现，外源Ca2 的施用，可在一定程度上降低质膜的透性及膜脂过氧化程度，从而降低对膜的损伤，因此可在一定程度上恢复SOD和POD的活性，外源Ca2 促进了小麦幼苗的呼吸作用，从而通过消耗更多的能量来缓解盐胁迫的压力[12]。
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