氢气作为一种医疗气体，近年来在植物学领域被证明具有选择性的抗氧化作用。为了探究富氢水对油菜叶片衰老的影响，以正常Hoagland’s营养液浇灌蛭石培养的油菜幼苗作为对照，研究富氢水浇灌对油菜生长的影响。在正常培养21天后，取两组油菜的叶片打叶圆片，进行5天的暗诱导衰老。结果显示，与对照组油菜相比，富氢水浇灌后的油菜幼苗在生长状况上有显著性提高，并且在暗诱导衰老过程中其叶绿素荧光参数下降更为缓慢，叶片内活性氧含量更低，而抗氧化酶活性更高。因此，富氢水浇灌能够明显促进油菜幼苗的生长，并有效缓解油菜幼苗叶片的衰老。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 3
1 材料与方法 4
1.1 富氢水的制取 4
1.2 材料培养及富氢水处理 4
1.3 油菜幼苗生物量、根长、株高、叶面积的测定 5
1.4 叶片光合气体交换参数的测定 5
1.5 叶绿素含量、叶绿素荧光参数的测定 5
1.6 脂质过氧化水平测定 5
1.7 抗氧化酶活性测定 5
1.8 数据处理及统计方法 5
2 结果与分析 6
2.1 富氢水对油菜幼苗生长的影响 6
2.2 富氢水对油菜叶片光合机构发育及光合功能的影响 7
2.3 富氢水预处理对暗诱导衰老后油菜叶片叶绿素的影响 8
2.4 富氢水预处理对暗诱导衰老后油菜叶片光系统II最大光化学效率和光合性能指数的影响 9
2.5 富氢水预处理对暗诱导衰老过程中油菜叶片光合机构稳定性的影响 11
2.6 富氢水预处理对暗诱导衰老后油菜叶片中H2O2的影响 12
2.7 富氢水预处理对暗诱导衰老后油菜叶片中抗氧化酶活性的影响 13
2.8 富氢水预处理对暗诱导衰老后油菜叶片中膜脂过氧化的影响 14
3 讨论 15
致谢 16
参考文献： 16
富氢水调节油菜叶片衰老的作用机制
引言
油菜是我国种植面积最大 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
、产量最高的油料作物之一, 油菜籽粒灌浆物质主要是利用角果皮来供给的, 而叶片对籽粒形成的作用相对较小（冷锁虎等1992）。但是，植物叶片是其进行光合作用的重要场所，通过吸收光能最终合成有机物，对植物生长发育的调节具有重要的作用（Christensen S等1998），油菜开花前，叶片作为主要的光合器官，叶片的衰老将直接影响光合作用的效率和营养体的构建。因此，研究油菜叶片衰老的机制以及缓解油菜叶片衰老的途径对于农业发展具有重要的理论意义和实践意义。
衰老是植物漫长发育过程中最后的阶段，在这个阶段中,植物叶片的细胞结构、生理生化代谢以及基因表达调控等都发生了诸多变化。细胞结构上的变化主要体现在叶绿体的降解；生理生化方面的变化体现在蛋白质、膜脂和核酸等生物大分子的分解，营养物质被再利用等；分子水平上表现为RNA总量的减少，许多基因停止表达，许多降解生物大分子酶的基因活跃表达(Gan S等1997)。目前较为公认的细胞衰老的假说有：一是细胞的程序性死亡理论，即植物在长期的进化过程中，为了适应环境的变化，有选择地使一些细胞、组织和器官自然程序化死亡，这是一种主动的由基因控制的细胞死亡过程, 而并非只是一种退化过程（Buchanan Wollaston V，1997）；二是自由基理论, 这是细胞衰老的随机学说，它于1956年由美国学者Harman提出，该理论认为体内物质代谢中易产生自由基，主要是氧自由基，包括超氧阴离子自由基、羟自由基、过氧化氢、单线态氧等，易与细胞内的脂质、蛋白质和核酸等生物大分子发生反应,从而改变它们的结构和功能,使细胞的结构和功能受到损伤甚至细胞凋亡, 最终导致生物体衰老。
氢是自然界中最小的分子，它作为一种潜在的气体信号分子成为研究的热点。近年来的一些研究发现，氢气可以有效抑制动物体内的部分活性氧，从而产生抗氧化效应，可以有效防治多种氧化应激疾病，并在初步的临床试验中取得类似的防治效果，如减缓电离辐射造成的损伤（Qian等2010），缓解缺血再灌注损伤（Liu等2011），缓解神经系统损伤（Wang等2011)等。近几年来，对于氢气抗氧化作用的研究逐渐从医学领域转向植物生理学的领域，目前发现氢气已经成为了植物体中一种重要的生物调节因子。
根据之前的报道，在150mM的盐胁迫后的6个小时，拟南芥中内源氢气的含量有所增加。对拟南芥用50%的富氢水预处理来模拟内源氢气的产生，接着将其进行盐胁迫，发现这样处理能有效缓解盐胁迫引起的生长抑制现象。更深入的研究表明，富氢水预处理可以调节锌指结构转录因子ZAT10/12以及相关抗氧化酶的基因和蛋白，因此显著地抵消了盐胁迫造成的过度活性氧和膜脂过氧化。氢气在参与抗盐胁迫的过程中，也通过调节逆向运输蛋白以及利用质子泵排出钠离子来维持离子平衡，这也暗示着SOS1和cAPX1可能是氢气信号的靶基因（Xie等2012）。
用浓度为50%或者100%的富氢水预处理水稻种子可增强种子中α/β淀粉酶活性, 加速可溶性单糖的产生。富氢水也促进了同功酶的活力以及相关抗氧化酶的转录，同时也增加了芽和根部的钾离子和钠离子的比例，缓解盐胁迫对萌发和生长的抑制作用(Xu等2013)。
本实验以油菜为材料，在其生长初期使用富氢水对其进行预处理，探究富氢水对其生长发育以及衰老的影响。
1 材料与方法
1.1 富氢水的制取
根据Xie和Jin等的报道（Xie等2012; Jin等2013），采用高纯度氢气发生器制造出纯净的氢气，然后将制得的氢气以150mL/ min 的速度通入溶液中直到饱和，即可制成饱和浓度的富氢水。用气相色谱仪对新制得的富氢水进行氢气浓度的测定后发现，在氢气连续通入至少半小时后，富氢水中氢气的浓度为 0.22 mM，并在25℃可以至少维持12小时。
1.2 材料培养及富氢水处理
实验材料为油菜（浙油51）。挑选大小一致且颗粒饱满的油菜种子，用75%乙醇消毒2min后，去离子水洗涤数次，将消毒后的种子均匀铺于白瓷盘中催芽，选取长势一致出芽的种子移栽于以蛭石为基质的盆钵中，每天浇灌Hoagland’s 营养液，放入温室中在自然条件下培养。在第一片真叶完全展开后，处理组改为用饱和富氢水浇灌油菜幼苗，对照组则依旧采用Hoagland’s 营养液浇灌，连续浇灌5天后，继续正常培养。移栽后培养21天，进行生长指标的测定，并且取处理组和对照组各植株相同叶位的叶片，打直径为3厘米的叶圆片，漂于去离子水中，放于暗箱内进行暗诱导衰老，每天在黑暗条件下更换去离子水，连续5天监测两组叶片衰老情况。
1.3 油菜幼苗生物量、根长、株高、叶面积的测定
油菜幼苗生物量的测定：将两种处理的油菜幼苗从蛭石中挖出，分为地上部分和地下部分，分别称取鲜重，并用直尺测量根长和株高；利用叶面积仪（LI3000C， LiCor，U.S.）进行叶面积的测定。

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