本文關(guān)鍵詞：低溫脅迫下番茄植株光合及呼吸代謝特性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北農(nóng)業(yè)大學(xué)》 2015年

低溫脅迫下番茄植株光合及呼吸代謝特性的研究

雋加香  

【摘要】：番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)原產(chǎn)于南美洲,是一種世界性的蔬菜作物,在我國(guó)大面積栽培,在生產(chǎn)上常常受到低溫影響而使植株的生長(zhǎng)發(fā)育遲緩和果實(shí)品質(zhì)下降。特別是在北方露地和設(shè)施早春栽培中番茄苗期經(jīng)常遇到低溫,給番茄生產(chǎn)造成很大的不良影響。番茄冷害已經(jīng)成為當(dāng)今關(guān)注的一個(gè)話(huà)題,現(xiàn)今已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)番茄低溫逆境生理及其機(jī)制方面做了大量的研究,但是對(duì)低溫脅迫后光合代謝和呼吸代謝產(chǎn)物變化研究還不夠深入,因此有必要對(duì)低溫、光合、呼吸三者進(jìn)行深入研究。本研究以番茄為試材,對(duì)18份不同來(lái)源的番茄品種(系)材料進(jìn)行苗期的抗冷性鑒定,在8℃/5℃(晝/夜)低溫脅迫5d后測(cè)定各項(xiàng)生理生化指標(biāo),篩選出強(qiáng)耐冷型品種‘正旺’和冷敏感型品種‘秀光’,并且利用指標(biāo)之間的增幅、降幅百分率差異性分析來(lái)作為鑒定番茄低溫傷害和耐冷能力的方法,同時(shí)對(duì)與番茄低溫傷害有關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。利用‘正旺’和‘秀光’四葉一心時(shí)的功能葉片為試材,再經(jīng)過(guò)不同溫度(25℃/15℃、20℃/12℃、15℃/9℃、12℃/6℃)不同時(shí)間(0d、2d、4d、6d、8d、10d)處理后測(cè)定光合作用、光呼吸及呼吸作用等與低溫有關(guān)的指標(biāo),觀(guān)察各指標(biāo)與番茄耐冷性的關(guān)系,利用相關(guān)的光呼吸和暗呼吸抑制劑(光呼吸抑制劑:硫酸氫鈉,呼吸抑制劑:魚(yú)藤酮)噴施在番茄葉面上,測(cè)定與低溫相關(guān)指標(biāo)。利用透射電鏡12℃/6℃處理0d、2d、4d、6d、8d、10d后觀(guān)察光合作用代謝部分中葉綠體和呼吸作用中線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)變化,深入研究了不同耐冷性番茄品種在低溫下的光合及呼吸代謝變化規(guī)律,探討低溫脅迫下番茄光合及呼吸代謝的共同響應(yīng)及其功能,了解低溫脅迫中光呼吸、暗呼吸與植株低溫傷害的關(guān)系及其影響機(jī)制,初步闡明低溫脅迫下植株體內(nèi)活性氧產(chǎn)生機(jī)制。研究結(jié)果可豐富設(shè)施蔬菜作物及植物逆境生理理論,可為番茄耐冷性栽培提供有益的材料,可為番茄耐冷性品種選育提供有用的生理生化指標(biāo),可為通過(guò)植株管理和栽培措施提高番茄植株耐冷性提供理論依據(jù),有利于蔬菜尤其是設(shè)施蔬菜可持續(xù)優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)和周年供應(yīng),具有重要的理論價(jià)值和生產(chǎn)實(shí)際意義,通過(guò)本試驗(yàn)研究得出以下主要結(jié)果:利用番茄苗期冷害指數(shù)鑒定出三類(lèi)不同耐冷型材料:冷害指數(shù)小于0.15的6、4、7、10號(hào)為強(qiáng)耐冷型,其中6號(hào)番茄正旺最耐冷;冷害指數(shù)大于2.0的17、12號(hào)材料為冷敏感型,其中12號(hào)秀光最不耐冷;冷害指數(shù)在0.2-2.0之間的材料即其他12份材料為弱耐冷型。低溫脅迫后,對(duì)生理生化指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析后得出:冷害指數(shù)與相對(duì)電導(dǎo)率、VC含量、根系活力、丙二醛之間的冷害程度呈顯著性正相關(guān),冷害指數(shù)與脯氨酸、可溶性糖含量、CAT、POD冷害能力呈顯著性負(fù)相關(guān)。因此相對(duì)電導(dǎo)率、VC含量、根系活力、丙二醛可以作為冷害的鑒定指標(biāo),脯氨酸、可溶性糖含量、CAT、POD可以作為耐冷能力的鑒定指標(biāo)。12℃/6℃處理0d、2d、4d、6d、8d、10d后利用透射電鏡觀(guān)察,隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),低溫對(duì)光合作用的發(fā)生器官葉綠體和呼吸作用的發(fā)生器官線(xiàn)粒體的結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重,電鏡觀(guān)察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)部組分發(fā)生了變化:使葉綠體彎曲膨脹變形,加快了對(duì)葉綠體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的傷害;嗜鋨滴排列不均、淀粉粒拉長(zhǎng)變形,松散不規(guī)則;線(xiàn)粒體分布不均勻,排列紊亂,脊部松散。隨著低溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),光合速率和光呼吸速率均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),在光合作用的過(guò)程中的關(guān)鍵限速酶Rubisco含量和相對(duì)活性都降低,并減弱了光合作用過(guò)程中應(yīng)用的電子流比例,使得光呼吸的過(guò)程減弱;同時(shí)隨著溫度的降低,光呼吸的產(chǎn)物乙醇酸含量增高,乙醛酸的含量降低。利用呼吸抑制劑(100 mg/L亞硫酸氫鈉)處理后,乙醛酸含量隨脅迫時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì),通過(guò)電鏡觀(guān)察到葉片功能器官產(chǎn)生損傷;在葉片噴施光呼吸抑制劑亞硫酸氫鈉后光呼吸的下游產(chǎn)物乙醛酸含量減少。低溫脅迫后,隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),呼吸代謝相關(guān)指標(biāo)中呼吸速率受到影響,秀光的總呼吸速率在低溫脅迫2d時(shí)高于正旺總呼吸速率,兩個(gè)品種的色素呼吸速率與總呼吸速率變化規(guī)律一致,都是在2d時(shí)呈現(xiàn)升高而后急劇降低的趨勢(shì),但是始終在對(duì)照組以上,抗氰呼吸速率與二者變化趨勢(shì)不同。線(xiàn)粒體蛋白質(zhì)的含量在20/12℃、15/9℃時(shí)與二者變化趨勢(shì)相似,而在12/6℃處理時(shí)與抗氰呼吸速率變化趨勢(shì)一致;在呼吸速率下降的同時(shí),NADH含量增加,NAD+含量減少,導(dǎo)致線(xiàn)粒體的電子水平降低,降低了氧化還原能力。同時(shí)也限制了三羧酸循環(huán)的功能,三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵產(chǎn)物檸檬酸的含量在低溫脅迫的條件下含量降低,其下游產(chǎn)物烏頭酸酶活性也顯著降低。通過(guò)透射電鏡觀(guān)察,隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),低溫對(duì)線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷嚴(yán)重。利用100 mg/L呼吸抑制劑魚(yú)藤酮在低溫脅迫后,兩個(gè)番茄品種總的呼吸速率隨著處理的時(shí)間呈現(xiàn)下降的變化;在未加入抑制劑組低溫處理時(shí),總的呼吸速率有急速的上升過(guò)程,可能是與實(shí)時(shí)的植株對(duì)低溫應(yīng)激的響應(yīng),低溫處理10d下降到低點(diǎn)。不同溫度處理則表現(xiàn)為溫度越低,脅迫能力越強(qiáng),此時(shí)表現(xiàn)的呼吸作用也強(qiáng)烈。不同的低溫噴施魚(yú)藤酮之后隨著脅迫時(shí)間的增加,番茄葉片中的NAD+隨著處理時(shí)間的變長(zhǎng),與單獨(dú)的低溫處理組相比較,含量出現(xiàn)下降,NADH含量出現(xiàn)上升。不同耐冷型品種表現(xiàn)不同,正旺的變化較小,秀光的變化較大。不同的溫度處理后,12/6℃的處理NAD+的含量明顯低于20/12℃和15/9℃處理,NADH的含量明顯高于20/12℃和15/9℃,添加呼吸抑制劑后更加劇了NAD+減少和NADH含量的增加。低溫脅迫后,隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),發(fā)現(xiàn)在番茄的光合作用和呼吸作用都受到抑制的情況下,光合作用中電子流的分配受到影響,阻礙了電子流在氧依賴(lài)的電子傳遞,進(jìn)而造成活性氧的增多。在呼吸作用中,低溫脅迫后由于NAD+和NADH比例而上升,造成活性氧的含量增多。同時(shí)在番茄在低溫的脅迫下的代謝過(guò)程中,在番茄的光合作用和呼吸作用都受到抑制,光合作用產(chǎn)生的糖和淀粉的含量也隨著積累,呼吸作用受到抑制后,交替呼吸的速率增加,可溶性轉(zhuǎn)化酶的活性增加,加速蔗糖的分解與轉(zhuǎn)化。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S641.2
【目錄】：

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6 鄧化冰;車(chē)芳璐;肖應(yīng)輝;唐文幫;盤(pán)毅;劉志賢;陳立云;;開(kāi)花期低溫脅迫對(duì)水稻花粉性狀及劍葉理化特性的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2011年01期

7 張勇;湯浩茹;羅婭;;植物對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)及其分子改良研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2006年14期

8 張娟,徐坤,孫杰;番茄不同砧木材料幼苗對(duì)低溫脅迫的反應(yīng)[J];西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2004年02期

9 劉從霞;袁惠貞;馮晨靜;楊建民;;低溫脅迫下紫葉李不同器官滲透性物質(zhì)變化[J];河北林業(yè)科技;2009年S1期

10 劉國(guó)強(qiáng);吳錦程;朱穎;劉美瓊;蔡小玲;陳麗平;;水楊酸對(duì)低溫脅迫下枇杷幼果若干生理生化指標(biāo)的影響[J];熱帶作物學(xué)報(bào);2009年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 嚴(yán)順平;湯章城;蘇維埃;孫衛(wèi)寧;;水稻響應(yīng)低溫脅迫的蛋白質(zhì)組研究[A];2006中國(guó)植物細(xì)胞發(fā)育與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 李春燕;應(yīng)朝陽(yáng);林永生;徐國(guó)忠;;低溫脅迫對(duì)杜蘭花生葉綠素、脯氨酸和可溶性糖的影響[A];華東地區(qū)農(nóng)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)暨福建省科協(xié)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)農(nóng)業(yè)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2007年

3 李春燕;應(yīng)朝陽(yáng);林永生;葉花蘭;鄭向麗;徐國(guó)忠;;低溫脅迫對(duì)度然花生質(zhì)膜透性、可溶性蛋白質(zhì)和保護(hù)酶系初步研究[A];農(nóng)區(qū)草業(yè)論壇論文集[C];2008年

4 肖瀏駿;劉蕾蕾;曹衛(wèi)星;朱艷;;我國(guó)冬小麥主產(chǎn)區(qū)拔節(jié)后低溫脅迫的時(shí)空變化規(guī)律及其對(duì)產(chǎn)量的影響[A];中國(guó)作物學(xué)會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2013年

5 謝順贊;盧永奮;馬春梅;;低溫脅迫期間及脅迫解除后對(duì)茄子種子萌發(fā)的影響[A];科技與創(chuàng)新——廣東園藝科技論文集（廣東省園藝學(xué)會(huì)第九次會(huì)員大會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集）[C];2010年

6 陳宇;林素英;黃志明;蔡賓賓;吳廣儉;潘志萍;吳錦程;;枇杷幼果內(nèi)源NO和JA對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)[A];第六屆全國(guó)枇杷學(xué)術(shù)研討會(huì)論文（摘要）集[C];2013年

7 林素英;黃志明;陳宇;吳晶晶;吳錦程;;NO對(duì)低溫脅迫下枇杷幼果線(xiàn)粒體AsA-GSH循環(huán)代謝的影響[A];第五屆全國(guó)枇杷學(xué)術(shù)研討會(huì)論文（摘要）集[C];2011年

8 黃志明;陳宇;吳晶晶;吳錦程;;NO對(duì)低溫脅迫下枇杷幼果線(xiàn)粒體AsA-GSH循環(huán)代謝的影響[A];十一五農(nóng)業(yè)環(huán)境研究回顧與展望——第四屆全國(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

9 吳畢莎;林素英;梁杰;黃志明;王彬;陳冬倩;康曉婷;潘志萍;吳廣儉;吳錦程;;鈣調(diào)素拮抗劑TFP對(duì)低溫脅迫下枇杷幼果AsA-GSH循環(huán)的影響[A];第六屆全國(guó)枇杷學(xué)術(shù)研討會(huì)論文（摘要）集[C];2013年

10 蔡肖;王兆曉;遲吉娜;甄軍波;劉琳琳;黎洪慧;趙貴元;張香云;;低溫脅迫條件下棉花幼苗葉片的差異表達(dá)基因分析[A];中國(guó)棉花學(xué)會(huì)2014年年會(huì)論文匯編[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 康俊梅;低溫脅迫下野牛草生理生化響應(yīng)及蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2008年

2 雋加香;低溫脅迫下番茄植株光合及呼吸代謝特性的研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 郭衛(wèi)麗;辣椒對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)與其低溫抗性相關(guān)基因的克隆和功能分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

4 段明;低溫脅迫下番茄類(lèi)囊體膜抗壞血酸過(guò)氧化物酶基因的表達(dá)和功能研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

5 席景會(huì);低溫脅迫下擬南芥差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];吉林大學(xué);2007年

6 李佩艷;草酸處理對(duì)冷敏型果實(shí)采后冷害的緩解效應(yīng)及其機(jī)制研究[D];浙江工商大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：低溫脅迫下番茄植株光合及呼吸代謝特性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：192070