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干旱条件下外源乙硫氨酸对高羊茅抗氧化系统的影响

2021-04-01 12:33编辑: www.jxszl.com景先生毕设
草坪草耐旱性研究一直是草坪草研究的热点,通过喷施外源生长调节物质提高草坪草的耐旱性是研究的主要途径之一。乙硫氨酸是具有抗氧化、抗衰老的新型生物活性物质,但未见将其应用于草坪草上的报道。本试验以广泛应用的冷季型草坪草高羊茅(Festuca arundinacea cv. Schreb)为研究材料,通过叶面喷施乙硫氨酸水溶液,研究其对高羊茅耐热性的影响。结果表明干旱条件下,叶面喷施250 mg/L的乙硫氨酸水溶液可以提高高羊茅的耐旱性,在一定程度上维持较高的草坪质量(TQ)和叶片相对含水量(RWC),延缓电解质渗漏率(EL)的升高,减少叶片中丙二醛(MDA)的积累,并提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1材料及生长环境 3
1.2试验设计 3
1.3测定指标和方法 3
1.3.1土壤含水量 3
1.3.2草坪质量 3
1.3.3叶片相对含水量 3
1.3.4电解质渗漏率 4
1.3.5抗氧化酶活性及丙二醛含量 4
1.4数据处理 4
2结果与分析 4
2.1土壤含水量 4
2.2草坪质量 5
2.3叶片相对含水量 6
2.4电解质渗漏率及丙二醛含量 7
2.5抗氧化酶活性8
2.5.1 SOD活性 8
2.5.2 CAT活性 9
2.5.3 POD活性 9
3讨论 10
全文结论 11
致谢11
参考文献12
干旱条件下外源乙硫氨酸对高羊茅抗氧化酶系统的影响
引言
随着社会的发展,草坪作为衡量现代城市建设水平重要标志之一,在人们的生活中变得越来越常见。草坪不仅有众多重要的生态功能,如美化环境、净化空气、调节气候、保持水土等,还有让人身心愉悦,利于健康生活的功能。故人们对草坪的关注度越来越高,草 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072
业学科和草坪事业迎来新的发展契机。高羊茅(Festuca arundinacea cv. Schreb)也称苇状羊茅,是一种综合性状好、应用广泛的冷季型草坪草。相比于其他常用冷季型草坪草,在草坪建植中表现出成坪快、绿期长、密度高、适应性强、耐践踏、草色浓绿、抗逆性强等诸多优点[1]。并且能在气候过渡带安全越夏,在我国广泛种植。在国内大面积建植高羊茅草坪的城市和省份包括北京、山东、安徽、江苏、浙江、上海等[2]。高羊茅草坪作为公共绿地、运动场草坪等发挥重要作用,在世界范围内应用广泛。
草坪草组织中水分所占比例达80%~95%,充足的水分是草坪草保持正常生长的重要条件。而如今随着人类社会的发展,地球温室效应加剧,干旱已经成为世界性的难题。我国缺水严重且水资源分布不均,在我国水资源人均占有量不足世界人均水平的1/4。随着温室效应的加剧,降水减少,有研究预计,到2030年,我国水资源人均占有量将达到严重缺水警戒线1700 m3[3]。干旱胁迫作为重要的环境胁迫之一,能显著影响植物的各项生理机能,在干旱胁迫下,植物轻则减产,重则死亡。因此,提高植物对干旱的耐受能力,减少水资源消耗已成为当今研究的热点问题。
研究表明,干旱胁迫对植物造成的伤害主要有两个方面。一方面导致膜和细胞器机械受损,膜内溶质发生渗漏。另一方面导致正常的生理代谢过程紊乱,主要表现为:植物体各部位水分分配按水势高低重新分配、光合作用减弱、呼吸作用先升后降、ATP合成减少、核酸和蛋白质分解加剧、脯氨酸积累、激素发生变化如细胞分裂素含量降低,ABA和乙烯含量增加[4]。植物在面对干旱胁迫时,也能通过一些自我调节的方式以减轻伤害,这种适应表现为以下三方面。
第一,气孔调节,气孔与外界进行水分和气体的直接交换,分布在植物体表面,植物体内水分的得失与气孔的开合直接相关。干旱时,植物通常会关闭气孔,以减少蒸腾散失水分。目前关于干旱条件下气孔运动的调控主要有两种:一种是传统的水力学控制理论;另一种是化学信号控制理论[5]。另外ABA作为一种逆境信号分子调节气孔运动,已被普遍认可。Meimoun等研究发现,细胞内Ca2+可以调控拟南芥保卫细胞阴离子通道的动力学,引起ABA诱导的气孔关闭[6]。第二,渗透调节,在干旱或盐渍等渗透胁迫下,植物细胞会主动提高细胞内有机小分子含量,例如合成和积累脯氨酸、可溶性蛋白,可溶性糖等,以此降低植物细胞的渗透势,维持细胞膨压,避免细胞持续失水。脯氨酸的水溶性最大,它在植物遭遇干旱、盐渍时会在体内大量积累,这对植物适应逆境起着非常重要的作用[7]。甜菜碱也是一种重要的有机渗透调节剂,有维持细胞膨压,稳定酶和细胞膜结构,清除自由基等功能。另外有大量研究表明,植物体内可溶性蛋白含量与植物的抗旱性成正比[8]。具有较强的亲水性是可溶性蛋白的特点,其含量的增加使得细胞能结合更多水分子,利于维持细胞的高水势,避免脱水过多而死亡。植物在逆境胁迫时,能产生大量的可溶性蛋白来抑制其细胞失水,提高植物的耐胁迫能力[9]。可溶性糖作为干旱胁迫时产生的小分子溶质之一,其含量的增加,能在一定程度上维持植物细胞高渗透压,提高植物的抗旱性。邵艳军等在试验中比较了干旱胁迫下不同品种高粱、玉米苗期渗透调节反应,认为在植物抵抗干旱时可溶性糖参与了细胞渗透调节和复水后的生理恢复、修复过程[10]。第三,抗氧化酶系统的调节,目前普遍认为,植物在干旱胁迫下会引起膜伤害、膜透性增加及活性氧(ROS)累积[11]。当干旱胁迫达到一定限度后,产生过量活性氧,植物细胞内产生与清除活性氧之间的平横被破坏,导致植物细胞膜脂过氧化、蛋白质变性以及光合受阻等多种有害效应。进而细胞正常功能丧失,机体出现各种自由基综合症[12]。植物体内有相应的清除自由基系统,酶促活性氧自由基清除系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GP)、谷胱甘肽还原酶(GR)等[13]。非酶系统则包括维生素E、谷胱甘肽、抗坏血酸、类黄酮和不饱和脂肪酸等[13]。植物遭遇干旱胁迫时,抗氧化酶活性增加,多种抗氧化酶的协同作用,以清除产生的大量活性氧自由基,对细胞起积极的保护作用,缓解胁迫带来的损伤。

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