水楊酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸對(duì)鹽脅迫下水稻抗氧化系統(tǒng)的調(diào)控效應(yīng)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-19 21:11
鹽脅迫是影響植物生長(zhǎng),導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的主要非生物因子之一。水楊酸(SA)、脯氨酸(Pro)和γ-氨基丁酸(GABA)在植物生長(zhǎng)發(fā)育以及響應(yīng)逆境脅迫過(guò)程中起重要作用,尤其是在清除活性氧方面具有相似功能。為探究三者復(fù)配對(duì)鹽脅迫下水稻抗氧化系統(tǒng)是否具有協(xié)同增效作用,本試驗(yàn)以耐鹽品種龍稻5和鹽敏感品種牡丹江30為材料,利用前期篩選出的SA、Pro和GABA推薦濃度,分別在水稻分蘗期與孕穗期葉面噴施,研究了外源SA、Pro和GABA單劑其復(fù)配組合對(duì)水稻功能葉片抗氧化酶系統(tǒng)、抗壞血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循環(huán)和產(chǎn)量的影響,旨在明確不同時(shí)期噴施三種外源物質(zhì)對(duì)鹽脅迫下水稻抗氧化系統(tǒng)的調(diào)控效應(yīng),探討三種外源物質(zhì)在調(diào)控水稻抗氧化系統(tǒng)中的相互作用,進(jìn)而豐富水稻耐鹽的生理機(jī)制,為耐鹽栽培措施的制定提供理論依據(jù),本研究主要結(jié)果如下:(1)鹽脅迫下龍稻5與牡丹江30功能葉片SOD、POD、CAT、APX、MDHAR、DHAR、GR活性顯著提高,ASA、GSH、MDA和H2O2含量顯著升高。與牡丹江30相比,龍稻5能夠維持高水平SOD、POD、CAT、APX、MDHAR、DHAR、GR活性和ASA和GSH含量...
【文章來(lái)源】:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
ASA-GSH循環(huán)Fig.1-1ASA-GSHcycle由圖1-1可以看到ASA-GSH循環(huán)消除過(guò)氧化氫的整個(gè)過(guò)程,ASA在清除過(guò)氧化氫的過(guò)程中被氧化成MDHA,而MDHA又可以被還原成ASA;
系統(tǒng)和非酶促清除系統(tǒng),酶促清除系統(tǒng)主要有 SOD、CAT、POD、APX、紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶(VDE)、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)、谷胱甘肽還原酶(GR);非酶促清除系統(tǒng)主要有 ASA、GSH 和低分子量抗氧化劑等。具有較強(qiáng)的活性氧清除系統(tǒng)的植物一般認(rèn)為其抗氧化能力較強(qiáng),即植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)在植物抗環(huán)境脅迫中起著重要的作用[60]。SOD 是最主要的超氧化物碎滅劑之一,可以將 O2-歧化為過(guò)氧化氫和氧,大量研究表明在逆境脅迫下 O2-濃度升高,SOD 活性也升高。但當(dāng) O2-產(chǎn)生的速率超過(guò)系統(tǒng)清除能力時(shí),細(xì)胞受到嚴(yán)重傷害,導(dǎo)致 SOD 活性下降。CAT 是植物中清除過(guò)氧化氫的關(guān)鍵酶,也是植物逆境脅迫所必需的保護(hù)酶。CAT 雖然能高效清除過(guò)氧化氫,但對(duì)過(guò)氧化氫的親和力較弱[61]。POD 也能清除植物體內(nèi)的過(guò)氧化氫,但其作用機(jī)理不同與 CAT。POD 是通過(guò)一些輔助底物如酚類化合物和抗氧化劑的氧化,從而分解過(guò)氧化氫。POD 和底物過(guò)氧化氫的親和力比 CAT更高,且分布于整個(gè)細(xì)胞[62]。POD 被認(rèn)為是植物體內(nèi)保護(hù)細(xì)胞免受過(guò)氧化氫傷害的主要酶[63-64]。除上述多種抗氧化酶的作用外,植物體內(nèi)還存在著由一系列酶促反應(yīng)組成的 ASA-GSH循環(huán)[65]該循環(huán)在植物活性氧的有效清除中起著重要作用。該循環(huán)最初由 Foyer 和 Halliwell(1976)[66]提出,通過(guò) ASA 被氧化消除過(guò)氧化氫,再由 GSH 還原重新生成 ASA 的過(guò)程(見(jiàn)圖 1-1),其中主要涉及 APX、GR、DHAR 等酶及非酶抗氧化劑 ASA 和 GSH。
與鹽脅迫相比,分蘗期與孕穗期外源 SPG(SA、Pro、GABA 三者復(fù)配)處理下兩品功能葉片 SOD 活性顯著升高。分蘗期外源 SPG(T7)處理下龍稻 5 和牡丹江 30 功能葉片 S活性增幅分別為 10.95%-28.2%和 24.64%-51.15%;孕穗期外源 SPG(M7)處理下龍稻 5 和丹江 30 功能葉片 SOD 活性增幅分別為 10.95%-26.27%和 18.76%-27.07%。與 SP、SG 和處理相比,分蘗期與孕穗期 SPG 處理下兩品種功能葉片 SOD 活性均顯著升高,表明 SA、和 GABA 單劑與任意兩者復(fù)配均具能協(xié)同提高鹽脅迫下水稻功能葉片 SOD 活性。龍稻 5牡丹江 30 孕穗期噴施 SPG 對(duì) SOD 活性提高效果優(yōu)于分蘗期。綜上所述,分蘗期與孕穗期噴施外源物質(zhì)單劑和復(fù)配劑均能提高鹽脅迫下水稻功能葉SOD 活性,SA、Pro 和 GABA 任意兩種復(fù)配以及三者復(fù)配均表現(xiàn)出協(xié)同增效作用,但其SOD 活性調(diào)控效果與品種和噴施時(shí)期有關(guān)。三種外源物質(zhì)單劑和復(fù)配劑對(duì)牡丹江 30 功能片 SOD 活性的調(diào)控作用大于龍稻 5。龍稻 5 分蘗期噴施 Pro、SP、SG、PG 和 SPG 效果優(yōu)孕穗期,龍稻 5 孕穗期噴施 SA 和 GABA 效果優(yōu)于分蘗期。牡丹江 30 分蘗期噴施三種外物質(zhì)單劑和復(fù)配劑效果優(yōu)于孕穗期。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]He-Ne激光對(duì)鹽脅迫下水稻幼苗抗氧化活性的影響[J]. 孟菁,董倩楠,王燕,張美萍. 激光生物學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]鹽堿脅迫下GABA對(duì)番茄幼苗活性氧代謝及光合性能的影響[J]. 梁楊楊,吳曉蕾,李敬蕊,宮彬彬,高洪波,王春燕. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]鹽脅迫對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)和保護(hù)酶活力的影響[J]. 高玲. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(36)
[4]高等植物適應(yīng)鹽逆境研究進(jìn)展[J]. 張金林,李惠茹,郭姝媛,王鎖民,施華中,韓慶慶,包愛(ài)科,馬清. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2015(12)
[5]不同噴施頻率外源γ?氨基丁酸對(duì)Ca(NO3)2脅迫下甜瓜幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 任文奇,潘雄波,向麗霞,于永鵬,胡曉輝. 北方園藝. 2015(23)
[6]堿性鹽脅迫對(duì)水稻苗期生長(zhǎng)及離子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J]. 張麗麗,馬殿榮,張戰(zhàn),趙一洲,李鑫,毛艇,劉研,陳溫福. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(12)
[7]5-氨基乙酰丙酸(ALA)對(duì)鹽脅迫下葡萄葉片中AsA-GSH循環(huán)的影響[J]. 趙寶龍,劉鵬,王文靜,孫軍利,馬海新. 植物生理學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]不同供氮水平下鹽脅迫對(duì)水稻光合特性和某些生理特性的影響[J]. 劉曉龍,徐晨,徐克章,崔菁菁,張治安,凌鳳樓,安久海,武志海. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]γ-氨基丁酸對(duì)Ca(NO3)2脅迫下甜瓜幼苗耐性的影響[J]. 徐志然,張麗,張智,任文奇,向麗霞,潘雄波,周越,胡曉輝. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[10]γ-氨基丁酸對(duì)低氧脅迫下甜瓜幼苗抗氧化酶活性及表達(dá)的影響[J]. 李敬蕊,楊麗文,王春燕,高洪波,吳曉蕾. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(11)
博士論文
[1]γ-氨基丁酸(GABA)調(diào)控鹽脅迫下玉米種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的機(jī)制[D]. 王泳超.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]北方濱海鹽土高效改良技術(shù)研究[D]. 張博.北京林業(yè)大學(xué) 2013
[3]鹽脅迫誘導(dǎo)水稻根尖細(xì)胞質(zhì)膜蛋白差異表達(dá)及LRR型受體蛋白激酶的功能研究[D]. 程彥偉.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]鹽脅迫和鋁脅迫對(duì)水稻膜脂組分和含量的影響[D]. 王鑫月.中國(guó)科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[2]外源脯氨酸對(duì)鹽脅迫下水稻耐鹽性的影響[D]. 沙漢景.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]土壤緊實(shí)脅迫對(duì)黃瓜抗壞血酸—谷胱甘肽循環(huán)及根系呼吸代謝的影響[D]. 鄭俊鶱.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[4]脯氨酸和甜菜堿對(duì)鹽脅迫下加工番茄幼苗生長(zhǎng)和生理特性的研究[D]. 劉俊英.石河子大學(xué) 2009
[5]鹽脅迫誘導(dǎo)玉米幼苗GABA積累的生理作用[D]. 周翔.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):3505876
【文章來(lái)源】:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
ASA-GSH循環(huán)Fig.1-1ASA-GSHcycle由圖1-1可以看到ASA-GSH循環(huán)消除過(guò)氧化氫的整個(gè)過(guò)程,ASA在清除過(guò)氧化氫的過(guò)程中被氧化成MDHA,而MDHA又可以被還原成ASA;
系統(tǒng)和非酶促清除系統(tǒng),酶促清除系統(tǒng)主要有 SOD、CAT、POD、APX、紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶(VDE)、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)、谷胱甘肽還原酶(GR);非酶促清除系統(tǒng)主要有 ASA、GSH 和低分子量抗氧化劑等。具有較強(qiáng)的活性氧清除系統(tǒng)的植物一般認(rèn)為其抗氧化能力較強(qiáng),即植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)在植物抗環(huán)境脅迫中起著重要的作用[60]。SOD 是最主要的超氧化物碎滅劑之一,可以將 O2-歧化為過(guò)氧化氫和氧,大量研究表明在逆境脅迫下 O2-濃度升高,SOD 活性也升高。但當(dāng) O2-產(chǎn)生的速率超過(guò)系統(tǒng)清除能力時(shí),細(xì)胞受到嚴(yán)重傷害,導(dǎo)致 SOD 活性下降。CAT 是植物中清除過(guò)氧化氫的關(guān)鍵酶,也是植物逆境脅迫所必需的保護(hù)酶。CAT 雖然能高效清除過(guò)氧化氫,但對(duì)過(guò)氧化氫的親和力較弱[61]。POD 也能清除植物體內(nèi)的過(guò)氧化氫,但其作用機(jī)理不同與 CAT。POD 是通過(guò)一些輔助底物如酚類化合物和抗氧化劑的氧化,從而分解過(guò)氧化氫。POD 和底物過(guò)氧化氫的親和力比 CAT更高,且分布于整個(gè)細(xì)胞[62]。POD 被認(rèn)為是植物體內(nèi)保護(hù)細(xì)胞免受過(guò)氧化氫傷害的主要酶[63-64]。除上述多種抗氧化酶的作用外,植物體內(nèi)還存在著由一系列酶促反應(yīng)組成的 ASA-GSH循環(huán)[65]該循環(huán)在植物活性氧的有效清除中起著重要作用。該循環(huán)最初由 Foyer 和 Halliwell(1976)[66]提出,通過(guò) ASA 被氧化消除過(guò)氧化氫,再由 GSH 還原重新生成 ASA 的過(guò)程(見(jiàn)圖 1-1),其中主要涉及 APX、GR、DHAR 等酶及非酶抗氧化劑 ASA 和 GSH。
與鹽脅迫相比,分蘗期與孕穗期外源 SPG(SA、Pro、GABA 三者復(fù)配)處理下兩品功能葉片 SOD 活性顯著升高。分蘗期外源 SPG(T7)處理下龍稻 5 和牡丹江 30 功能葉片 S活性增幅分別為 10.95%-28.2%和 24.64%-51.15%;孕穗期外源 SPG(M7)處理下龍稻 5 和丹江 30 功能葉片 SOD 活性增幅分別為 10.95%-26.27%和 18.76%-27.07%。與 SP、SG 和處理相比,分蘗期與孕穗期 SPG 處理下兩品種功能葉片 SOD 活性均顯著升高,表明 SA、和 GABA 單劑與任意兩者復(fù)配均具能協(xié)同提高鹽脅迫下水稻功能葉片 SOD 活性。龍稻 5牡丹江 30 孕穗期噴施 SPG 對(duì) SOD 活性提高效果優(yōu)于分蘗期。綜上所述,分蘗期與孕穗期噴施外源物質(zhì)單劑和復(fù)配劑均能提高鹽脅迫下水稻功能葉SOD 活性,SA、Pro 和 GABA 任意兩種復(fù)配以及三者復(fù)配均表現(xiàn)出協(xié)同增效作用,但其SOD 活性調(diào)控效果與品種和噴施時(shí)期有關(guān)。三種外源物質(zhì)單劑和復(fù)配劑對(duì)牡丹江 30 功能片 SOD 活性的調(diào)控作用大于龍稻 5。龍稻 5 分蘗期噴施 Pro、SP、SG、PG 和 SPG 效果優(yōu)孕穗期,龍稻 5 孕穗期噴施 SA 和 GABA 效果優(yōu)于分蘗期。牡丹江 30 分蘗期噴施三種外物質(zhì)單劑和復(fù)配劑效果優(yōu)于孕穗期。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]He-Ne激光對(duì)鹽脅迫下水稻幼苗抗氧化活性的影響[J]. 孟菁,董倩楠,王燕,張美萍. 激光生物學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]鹽堿脅迫下GABA對(duì)番茄幼苗活性氧代謝及光合性能的影響[J]. 梁楊楊,吳曉蕾,李敬蕊,宮彬彬,高洪波,王春燕. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]鹽脅迫對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)和保護(hù)酶活力的影響[J]. 高玲. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(36)
[4]高等植物適應(yīng)鹽逆境研究進(jìn)展[J]. 張金林,李惠茹,郭姝媛,王鎖民,施華中,韓慶慶,包愛(ài)科,馬清. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2015(12)
[5]不同噴施頻率外源γ?氨基丁酸對(duì)Ca(NO3)2脅迫下甜瓜幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 任文奇,潘雄波,向麗霞,于永鵬,胡曉輝. 北方園藝. 2015(23)
[6]堿性鹽脅迫對(duì)水稻苗期生長(zhǎng)及離子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J]. 張麗麗,馬殿榮,張戰(zhàn),趙一洲,李鑫,毛艇,劉研,陳溫福. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(12)
[7]5-氨基乙酰丙酸(ALA)對(duì)鹽脅迫下葡萄葉片中AsA-GSH循環(huán)的影響[J]. 趙寶龍,劉鵬,王文靜,孫軍利,馬海新. 植物生理學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]不同供氮水平下鹽脅迫對(duì)水稻光合特性和某些生理特性的影響[J]. 劉曉龍,徐晨,徐克章,崔菁菁,張治安,凌鳳樓,安久海,武志海. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]γ-氨基丁酸對(duì)Ca(NO3)2脅迫下甜瓜幼苗耐性的影響[J]. 徐志然,張麗,張智,任文奇,向麗霞,潘雄波,周越,胡曉輝. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[10]γ-氨基丁酸對(duì)低氧脅迫下甜瓜幼苗抗氧化酶活性及表達(dá)的影響[J]. 李敬蕊,楊麗文,王春燕,高洪波,吳曉蕾. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(11)
博士論文
[1]γ-氨基丁酸(GABA)調(diào)控鹽脅迫下玉米種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的機(jī)制[D]. 王泳超.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]北方濱海鹽土高效改良技術(shù)研究[D]. 張博.北京林業(yè)大學(xué) 2013
[3]鹽脅迫誘導(dǎo)水稻根尖細(xì)胞質(zhì)膜蛋白差異表達(dá)及LRR型受體蛋白激酶的功能研究[D]. 程彥偉.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]鹽脅迫和鋁脅迫對(duì)水稻膜脂組分和含量的影響[D]. 王鑫月.中國(guó)科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[2]外源脯氨酸對(duì)鹽脅迫下水稻耐鹽性的影響[D]. 沙漢景.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]土壤緊實(shí)脅迫對(duì)黃瓜抗壞血酸—谷胱甘肽循環(huán)及根系呼吸代謝的影響[D]. 鄭俊鶱.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[4]脯氨酸和甜菜堿對(duì)鹽脅迫下加工番茄幼苗生長(zhǎng)和生理特性的研究[D]. 劉俊英.石河子大學(xué) 2009
[5]鹽脅迫誘導(dǎo)玉米幼苗GABA積累的生理作用[D]. 周翔.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
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