外源茉莉酸甲酯对渗透胁迫下玉米幼苗有机渗透调节物质代谢和AsA-GSH循环的影响

论文摘要

渗透胁迫是影响植物生长和发育的主要非生物胁迫之一。玉米作为我国重要的粮食作物,渗透胁迫严重影响其产量和分布。已有一些研究表明信号分子茉莉酸（JA）和茉莉酸甲酯（MeJA）可有效提高植物的抗渗透胁迫能力。然而,到目前为止,JA和MeJA调控植物适应渗透胁迫的机制还不清楚,这妨碍了相关研究的开展。基于此,本研究以玉米“德玉四号”为试验材料,研究了外源MeJA对渗透胁迫下玉米幼苗主要有机渗透调节物质代谢和抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环的影响。本研究取得的结果如下:1、外源MeJA对渗透胁迫下玉米幼苗主要有机渗透调节物质代谢的影响（1）MeJA对渗透胁迫下玉米幼苗一些生理指标的影响用不同浓度的MeJA(0、50、75、100、125、150、300μmol·L-1)处理渗透胁迫下的玉米幼苗96 h,发现75μmol·L-1MeJA可显著提高玉米幼苗的组织活力,降低幼苗的电解质渗漏率和MDA含量,表明75μmol·L-11 MeJA可有效提高玉米幼苗的抗渗透胁迫能力。（2）MeJA对渗透胁迫下玉米幼苗脯氨酸代谢的影响75μmol·L-1的MeJA处理可提高渗透胁迫下玉米幼苗的脯氨酸含量,上调脯氨酸合成关键酶Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶（P5CS）和鸟氨酸转氨酶（OAT）活性,以及上调ZmP5CS和ZmOAT的表达水平。此外,MeJA也抑制了脯氨酸降解酶脯氨酸脱氢酶（ProDH）的活性及ZmProDH的表达水平。这些结论指出MeJA涉及渗透胁迫诱发的脯氨酸积累信号转导事件,且MeJA诱发的脯氨酸积累是其活化脯氨酸的合成和抑制其降解的综合结果。（3）MeJA对渗透胁迫下玉米幼苗甜菜碱和海藻糖代谢的影响以外源MeJA(75μmol·L-1)处理渗透胁迫下的玉米幼苗,研究了其对玉米幼苗甜菜碱和海藻糖代谢的影响。结果表明,MeJA处理提高了渗透胁迫下玉米幼苗的甜菜碱含量,上调了甜菜碱合成关键酶甜菜碱醛脱氢酶（BADH）的活性,以及ZmBADH和ZmCMO的表达水平;MeJA处理也提高了渗透胁迫下玉米幼苗的海藻糖含量,上调了海藻糖合成关键酶6-磷酸海藻糖合成酶（TPS）的活性及ZmTPS的表达水平。这些结果表明渗透胁迫下MeJA可能在玉米幼苗甜菜碱和海藻糖的合成中发挥着重要作用。2、外源MeJA对渗透胁迫下玉米幼苗AsA-GSH循环的影响外源MeJA处理提高了渗透胁迫下玉米幼苗的抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）含量及抗坏血酸/单脱氢抗坏血酸（AsA/DHA）、还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽（GSH/GSSG）的比值,上调了AsA-GSH循环关键酶抗氧化酶脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）的活性,及ZmAPX、ZmGR、ZmCAT、ZmSOD、ZmDHAR和ZmMDHAR基因的表达水平。此外,MeJA明显降低了渗透胁迫下玉米幼苗MDA、过氧化氢（H2O2）和超氧阴离子的含量,表明外源MeJA处理提高了渗透胁迫下玉米幼苗的抗氧化能力。综上所述,外源75μmol/L MeJA处理提高了渗透胁迫下玉米幼苗的渗透调节能力,以及抗氧化能力,从而增强了玉米幼苗对渗透胁迫的耐受能力。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 研究背景与综述
•   1.1 植物与渗透胁迫研究进展
•     1.1.1 渗透胁迫对植物的危害
•     1.1.2 植物适应渗透胁迫的机理
•   1.2 茉莉酸甲酯在植物非生物胁迫适应中的作用
•     1.2.1 植物中茉莉酸甲酯的存在状态
•     1.2.2 MeJA在植物抗非生物胁迫中的作用
•   1.3 本论文的研究目的及意义
•   1.4 研究技术路线
• 第2章 渗透胁迫下外源MeJA对玉米幼苗有机渗透调节物质代谢的影响
•   2.1 引言
•   2.2 材料与方法
•     2.2.1 植物材料与培养
•     2.2.2 处理方法
•     2.2.3 测定方法
•     2.2.4 数据处理及统计分析
•   2.3 结果与分析
•     2.3.1 不同浓度的MeJA对渗透胁迫下玉米幼苗组织活力、电解质渗漏率、MDA及脯氨酸含量的影响
•     2.3.2 渗透胁迫下外源MeJA对玉米幼苗有机渗透调节物质代谢的影响
•   2.4 讨论
• 第3章 渗透胁迫下外源MeJA对玉米幼苗AsA-GSH循环的影响
•   3.1 引言
•   3.2 材料与方法
•     3.2.1 植物材料与培养
•     3.2.2 处理方法
•     3.2.3 测定方法
•     3.2.4 数据处理及统计分析
•   3.3 结果与分析
•     3.3.1 渗透胁迫下外源MeJA对玉米胚芽鞘丙二醛含量、过氧化氢含量、超氧阴离子含量的影响
•     3.3.2 渗透胁迫下外源MeJA对玉米胚芽鞘AsA和 GSH含量的影响
•     3.3.3 外源MeJA对渗透胁迫下玉米胚芽鞘AsA-GSH循环关键代谢酶活性的影响
•     3.3.4 渗透胁迫下外源MeJA对玉米胚芽鞘AsA-GSH循环关键代谢酶基因表达的影响
•   3.4 讨论
• 第4章 研究结论与展望
•   4.1 研究结论
•   4.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 课题资助及论文发表情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨婷

导师: 杨双龙

关键词: 玉米幼苗,渗透胁迫,渗透调节,循环

来源: 云南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农作物

单位: 云南师范大学

基金: 国家自然科学基金“渗透胁迫下小桐子脯氨酸的积累机制及抗氧化功能研究”(31260169)

分类号: S513;Q945.78

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