几种外源物缓解环境胁迫对植物生理影响的研究

论文摘要

植物在生长发育过程中,会受到各种各样的环境胁迫,这些胁迫包括重金属胁迫、损伤、干旱、高盐、温度（高温和低温）和光的变化、以及病原体和害虫的攻击等。为了缓解环境胁迫对植物造成的伤害作用,我们通过施加外源物质,来研究其对植物的保护作用。在本文中,我们首先以油菜和当归幼苗为材料,来研究Cu胁迫对植物的毒害作用及凹凸棒石粘土对这种毒害作用的缓解;接着以当归幼苗为材料,研究了在低浓度的Cu胁迫下,喷施外源水杨酸后,植物在PSⅡ上对该胁迫的响应;最后研究了在干旱和低温胁迫下,喷施外源ATP对植物的影响作用。结果发现:1.随着外源Cu浓度的增加,油菜幼苗叶片的光系统Ⅱ（PSⅡ）光化学和叶绿素（Chl）含量降低,而植株中的Cu含量、可溶性蛋白含量、活性氧产生水平和幼苗叶片抗氧化酶活性增加。当没有Cu胁迫时,在蛭石与凹凸棒石粘土（AC）/蛭石混合基质（体积比为1:80、1:50或1:30）中生长的油菜幼苗生理指标差异不显著。在短期Cu胁迫下,与蛭石育苗相比,在AC/蛭石混合基质中生长的油菜幼苗叶绿素含量和PSⅡ光化学含量较高,而植株中的Cu含量、可溶性蛋白含量、活性氧产生水平和抗氧化酶活性较低。对油菜而言,AC/蛭石在1:50-1:30的体积比是缓解短期Cu胁迫生理效应的最佳配比。同样,通过测定上述生理指标,就当归而言,AC/蛭石在1:70-1:50的体积比是缓解短期Cu胁迫生理效应的最佳配比。以上结果表明,在培养基中适量添加AC可以减轻植物幼苗在生长基质中出现过量Cu时所受的生理胁迫。2.用5 mmol·L-1的CuCl2处理当归幼苗24 h,48 h和72 h后,和对照相比,当归幼苗的Y（Ⅱ）、ETR、Fv′/Fm′和叶绿素含量随胁迫时间的延长而显著性下降,qN显著性上升。在CuCl2胁迫的同时,对当归幼苗叶片喷施水杨酸后,和单加CuCl2胁迫的幼苗相比,其Y（Ⅱ）、ETR、Fv′/Fm′及叶绿素含量有所升高,而qN有所下降。上述研究表明,Cu胁迫降低了当归幼苗的叶绿素合成和光化学效率;而水杨酸的施加能够有效缓解由于Cu胁迫而引起的这种不良影响。3.干旱和低温胁迫都能引起当归叶片的叶绿素含量、Y（Ⅱ）、ETR、qP显著降低,同时也引起qN显著增加。外源ATP的应用减轻了干旱和低温胁迫下当归叶片叶绿素含量、Y（Ⅱ）、ETR、qP的降低,同时也消除了qN的增加。以上结果表明,在干旱和低温胁迫下外源ATP可有效增加PSⅡ反应中心的开放比例,提高当归叶片PSⅡ的电子传递速率和光能转化效率,有利于增强当归幼苗叶绿素合成以及PSⅡ对干旱和低温胁迫的适应性。综上所述,针对不同的环境胁迫,在培养基质中添加或在植物叶片上喷施外源施加物,可在一定程度上缓解环境胁迫对植物的毒害作用。

论文目录

• 缩略词表
• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
•   1.1 环境胁迫对植物的影响
•     1.1.1 重金属胁迫概述
•     1.1.2 干旱和低温胁迫概述
•   1.2 外源施加物的研究进展
•     1.2.1 凹凸棒石粘土（AC）的研究进展
•     1.2.2 水杨酸的研究进展
•     1.2.3 细胞外ATP的研究进展
•   1.3 研究材料、内容及目的
•     1.3.1 研究材料
•     1.3.2 研究内容及目的
• 第2章 Cu胁迫下基质中AC对植物保护作用的研究
•   第一节 短期Cu胁迫对油菜的生理效应及生长基质中添加AC对Cu胁迫的缓解
•     2.1 引言
•     2.2 材料与方法
•       2.2.1 实验材料的培养
•       2.2.2 实验材料的处理
•       2.2.3 植物组织中Cu含量的测定
•       2.2.4 叶绿素荧光参数的测定
•       2.2.5 叶绿素含量测定
• 2O₂含量及O₂^-产生速率的测定'>      2.2.6 H₂O₂含量及O₂^-产生速率的测定
•       2.2.7 可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性的测定
•       2.2.8 统计学分析
•     2.3 结果与分析
• 2对油菜幼苗中Cu含量的影响'>      2.3.1 不同浓度的CuCl₂对油菜幼苗中Cu含量的影响
• 2对油菜幼苗叶片叶绿素荧光参数和叶绿素含量的影响'>      2.3.2 不同浓度的CuCl₂对油菜幼苗叶片叶绿素荧光参数和叶绿素含量的影响
• 2对油菜幼苗叶片活性氧产量的影响'>      2.3.3 不同浓度的CuCl₂对油菜幼苗叶片活性氧产量的影响
• 2对油菜幼苗叶片抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量的影响'>      2.3.4 不同浓度的CuCl₂对油菜幼苗叶片抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量的影响
•       2.3.5 Cu胁迫下植物生长基质中凹凸棒石粘土（AC）对油菜幼苗生理响应的影响
•     2.4 讨论与小结
•       2.4.1 讨论
•       2.4.2 小结
•   第二节 短期Cu胁迫对当归的生理效应及生长基质中添加AC对Cu胁迫的缓解
•     2.1 引言
•     2.2 材料与方法
•       2.2.1 实验材料的培养
•       2.2.2 实验材料的处理
•       2.2.3 植物组织中Cu含量的测定
•       2.2.4 叶绿素荧光参数的测定
•       2.2.5 叶绿素含量的测定
• 2O₂含量的测定'>      2.2.6 植物叶片中H₂O₂含量的测定
•       2.2.7 可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性的测定
•       2.2.8 统计学分析
•     2.3 结果与分析
• 2对当归幼苗组织中的Cu含量的影响'>      2.3.1 不同浓度的CuCl₂对当归幼苗组织中的Cu含量的影响
• 2对当归幼苗叶片叶绿素荧光参数、叶绿素含量及可溶性蛋白含量的影响'>      2.3.2 不同浓度的CuCl₂对当归幼苗叶片叶绿素荧光参数、叶绿素含量及可溶性蛋白含量的影响
• 2处理对当归幼苗叶片抗氧化酶活性和H₂O₂含量的影响'>      2.3.3 不同浓度的CuCl₂处理对当归幼苗叶片抗氧化酶活性和H₂O₂含量的影响
•       2.3.4 Cu胁迫下植物生长基质中AC对当归幼苗生理响应的影响
•     2.4 讨论与小结
•       2.4.1 讨论
•       2.4.2 小结
• 第3章 短期Cu胁迫下水杨酸对当归幼苗叶绿素荧光活性影响的研究
•   3.1 引言
•   3.2 材料与方法
•     3.2.1 实验材料的培养
•     3.2.2 实验材料的处理
•     3.2.3 叶绿素荧光参数的测定
•     3.2.4 叶绿素含量的测定
•     3.2.5 统计学分析
•   3.3 结果与分析
• 2对当归幼苗叶绿素荧光参数的影响'>    3.3.1 CuCl₂对当归幼苗叶绿素荧光参数的影响
• 2对当归幼苗叶绿素含量的影响'>    3.3.2 CuCl₂对当归幼苗叶绿素含量的影响
• 2胁迫下水杨酸对当归幼苗叶片叶绿素荧光参数的影响'>    3.3.3 CuCl₂胁迫下水杨酸对当归幼苗叶片叶绿素荧光参数的影响
• 2胁迫下水杨酸对当归幼苗叶片叶绿素含量的影响'>    3.3.4 CuCl₂胁迫下水杨酸对当归幼苗叶片叶绿素含量的影响
•   3.4 讨论与小结
•     3.4.1 讨论
•     3.4.2 小结
• 第4章 干旱和低温胁迫下外源ATP对当归幼苗叶绿素荧光活性影响的研究.
•   4.1 引言
•   4.2 材料与方法
•     4.2.1 实验材料的培养
•     4.2.2 实验材料的处理
•     4.2.3 叶绿素荧光参数的测定
•     4.2.4 叶绿素含量的测定
•     4.2.5 统计学分析
•   4.3 结果与分析
•     4.3.1 干旱胁迫和低温胁迫对当归幼苗叶绿素荧光参数的影响
•     4.3.2 干旱胁迫和低温胁迫对当归叶片叶绿素含量的影响
•     4.3.3 干旱胁迫和低温胁迫下ATP对当归幼苗叶片叶绿素荧光参数的影响
•     4.3.4 干旱胁迫和低温胁迫下ATP对当归幼苗叶片叶绿素含量的影响
•   4.4 讨论与小结
•     4.4.1 讨论
•     4.4.2 小结
• 第5章 结论与展望
•   5.1 主要结论
•     5.1.1 Cu胁迫下基质中AC对植物保护作用的研究
•     5.1.2 Cu胁迫下水杨酸对当归幼苗叶绿素荧光活性影响的研究
•     5.1.3 干旱和低温胁迫下外源ATP对当归幼苗叶绿素荧光特性影响的研究
•   5.2 问题与展望
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间取得的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张牡丹

导师: 冯汉青

关键词: 外源施加物,环境胁迫,凹凸棒石粘土,水杨酸

来源: 西北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 西北师范大学

基金: 国家自然科学基金项目(3150070,31260059),甘肃省高等学校科研项目(2015A-007),甘肃省重点研发计划项目,甘肃省高校基本科研业务费,西北师范大学青年创新团队,西北师范大学大学生“学术科技创新创业团队”

分类号: Q945.78

总页数: 74

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