干旱和低温对玫瑰生理生化影响及4℃低温下SOD基因表达分析

发布时间：2020-06-12 21:13

【摘要】：以‘卡罗拉’(超玫)、‘影星’(艳粉)、‘坦尼克’(白玫)三种云南主栽玫瑰花品种为试材,研究了干旱胁迫和低温(4℃)对三种鲜切玫瑰花相对含水量(RWC)、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽还原酶(GR)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响,并采用模糊隶属函数法对玫瑰抗旱性和低温适应性进行综合分析评价。通过real-timePCR技术对低温处理下玫瑰RhMnSOD、RhFeSOD1、RhCu/ZnSOD1、RhCu/ZnSOD2和RhCu/ZnSOD3基因进行表达分析。获得以下主要研究结论:(1)研究了干旱胁迫对3种玫瑰鲜切花花瓣相对含水量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量和抗氧化酶活性的影响,并采用隶属函数法对其抗旱性进行了综合评价。结果表明:随干旱胁迫增强,各品种玫瑰花瓣相对含水量和可溶性蛋白质含量下降,而其代表膜质过氧化程度的丙二醛(MDA)含量不断增加,并在干旱胁迫的第5天达到最大值,并以‘坦尼克’MDA含量最大。同时,随干旱胁迫增强,各品种玫瑰花瓣的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性、谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈先上升后下降的趋势,其中CAT、POD、GR和APX活性均在第3天时达到最大值,之后CAT、POD、GR活性迅速下降,而APX即使在实验后期也仍然保持较高酶活性;‘卡罗拉’SOD活性在干旱胁迫下增幅最大,且活性均值也在3个品种中最高,其POD活性在处理第3天时达到最大值,为‘坦尼克’的9.2倍;说明玫瑰花瓣细胞在干旱胁迫第3天时有较高的活性氧(ROS)清除能力,随后细胞抗氧化能力下降并逐渐失去抵抗干旱能力,但APX在玫瑰抵抗干旱胁迫后期起更重要作用,3品种中‘卡罗拉’耐旱性相对较强。另外,根据隶属函数平均值大小对玫瑰花抗旱性进行排序,各玫瑰品种抗旱性由强到弱表现为:‘卡罗拉’‘影星’‘坦尼克’,这与干旱胁迫期间各品种花瓣的外观、相对含水量等变化基本相符。综合分析,三种玫瑰鲜切花通过提高抗氧化酶活性来增加其抗旱能力,而花瓣膜质过氧化程度随着干旱胁迫加重而加剧,且不同品种间表现出不同的抗旱性,并以‘卡罗拉’品种抗旱性较强。(2)随低温处理时间的延长,三种玫瑰可溶性蛋白含量先下降后上升,实验结束时,‘卡罗拉’、‘坦尼克’可溶性蛋白含量均高于初始值。代表膜脂过氧化程度的丙二醛(MDA)含量显著低于对照组,低温组‘卡罗拉’MDA含量不断上升,但小于对照组。‘坦尼克’、‘影星’MDA含量呈现先上升后下降趋势,并且整个处理期间MDA含量显著低于对照组,峰值分别仅为对照组的4%和11%,可见4℃低温有利于玫瑰可溶性蛋白的合成,降低MDA含量,4℃对玫瑰而言为一个低温锻炼温度。4℃低温处理下,鲜切玫瑰花超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性、谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈先上升后下降趋势,POD活性显著高于对照组,其中低温组‘坦尼克’POD活性为对照组的8.54倍,可见POD是玫瑰响应低温处理的主要抗氧化酶之一。低温组玫瑰APX与对照组变化不显著,CAT、SOD、GR活性受低温处理下活性下降。根据隶属函数综合分析对三种玫瑰花低温适应性进行排序,低温适应性由强到弱的顺序为:‘坦尼克’‘影星’‘卡罗拉’。(3)荧光定量PCR技术分析‘卡罗拉’RhMnSOD、RhFeSOD1、RhCu/ZnSOD1、RhCu/ZnSOD2和RhCu/ZnSOD3基因在4℃低温下的表达量变化。结果显示,RhFeSOD1,RhCu/ZnSOD2和RhCu/ZnSOD3受低温影响,基因表达量先降低,后上升。RhCu/ZnSOD1表达量不断降低,第五天仅为初始值的0.468倍,表明其表达受低温抑制。RhMnSOD表达量随低温处理时间增长略有变化,但显然不是玫瑰响应低温的调控基因。实验结果表明,RhCu/ZnSOD1、RhCu/ZnSOD2和RhCu/ZnSOD3虽然同为Cu/ZnSOD家族基因,但是在不同胁迫中承担着不同调控作用。
【图文】：

不同品种玫瑰花A.冷美人；B.蜜桃雪山；C.糖果雪山；D.雅典娜；E.卡罗拉；F.影星；G.坦尼克；H.皇冠

清除活性氧,抗氧化剂,植物,路径

图 1.1 植物清除活性氧路径1.2 Pathways for reactive oxygen scavenging in 统由抗氧化酶类和抗氧化剂类两部分
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S685.12

【参考文献】