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水杨酸对水分胁迫黄瓜叶片生理活动的影响

黄清泉

  水杨酸(salicylic acid,SA)是植物体内产生的一种简单酚类物质,作为植物内源信号分子,在植物许多生理过程中的作用越来越受到重视。近些年来,陆续发现SA能提高植物对非生物逆境的抗性,如提高植物的抗盐性、抗寒性、抗热性以及抗旱性等。本研究的目的旨在考察外源水杨酸预处理对水分胁迫下黄瓜幼苗生理活动和光合相关基因表达的影响,初步评估外源水杨酸提高黄瓜幼苗抗旱性的能力。供试材料为黄瓜(Cucumis sativus L.)春秋大丰,以1 mmol/L的水杨酸喷施叶面预处理24 h后,用含10%(w/v)PEG—6000的培养液进行水分胁迫处理,对照为不喷水杨酸进行胁迫;处理过程中以2 d为间隔,处理时间0~8 d。经SA预处理24 h后,幼苗呈现出轻微胁迫状态,相对含水量略有下降,电渗率、丙二醛(MDA)和H_2O_2含量上升;抗氧化酶类POD和SOD酶活性上升,CAT和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性下降。在随后的胁迫进程中,经SA预处理的幼苗相对含水量下降速率,电渗率、MDA和H_2O_2含量上升速率均明显慢于对照;以上四种抗氧化酶酶活力均强于对照样,其中POD和APX比活性在胁迫初期增长得最为明显,以上生理指标受胁迫影响均小于对照。我们推测:SA作为一种信号分子,与一种可溶性的SA结合蛋白(SA-binding protein,SABP)结合,而SABP己被确定为过氧化氢酶(Catalase,CAT);SA与CAT结合后,降低了CAT活性,使植物体内H_2O_2水平上升,过量的H_2O_2作为第二信使诱导了其它H_2O_2去除酶如POD和APX等的编码基因表达,提高活性氧清除系统效率,增强了植物的抗逆性。同时,经SA预处理24h后,叶片中Chla、Chlb、类胡萝卜素及可溶性蛋白含量略微上升。在胁迫过程中SA预处理的幼苗光合色素含量下降速率低于对照,总蛋白SDS一PAGE也显示可溶性蛋白降解速率慢于对照,其中对照中卡尔文循环的RuBP梭化加氧酶(RubiSCo)含量下降最为明显,而SA预处理的RubiSCO下降幅度不大;同时负责大小亚基编码的rbcL和rbcs基因mRNA的Northern分析显示,其变化趋势与其相应蛋白变化一致。证明了适当浓度外源SA预处理能有效减缓水分胁迫下黄瓜叶片捕光色素和COZ固定系统受到的伤害,即适量SA能通过增强活性氧清除系统效率,缓解膜伤害和光合系统破坏,提高黄瓜的抗逆性。关键词:水杨酸黄瓜水分胁迫抗氧化Rubisco……   
[关键词]:水杨酸;黄瓜;水分胁迫;抗氧化;Rubisco
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:四川大学2004年