外源独脚金内酯缓解大麦镉毒害的机理研究

发布时间：2020-10-21 19:32

　　 土壤重金属污染是全球性的难题,对农产品质量安全和人体健康产生巨大的威胁。土壤镉污染不仅会对作物产生毒害,使作物减产、品质下降;还能通过食物链富集对人体产生危害。独脚金内醋(Strigolactones,SLs)是一种植物中普遍存在的新型植物激素,在植物抵御胁迫过程中扮演着重要的角色。然而,独脚金内酯在作物缓解重金属胁迫中的作用知之甚少。本研究以耐镉性差异显著的大麦基因型浙农8号(耐镉基因型)和w6nk2(镉敏感基因型)为材料,水培镉胁迫试验探讨外源独脚金内酯对镉胁迫下大麦生长、镉吸收与转运、光合特性、营养代谢与活性氧代谢等的影响,旨在探讨外源独脚金内脂对大麦镉毒害的缓解效应及其机理,主要研究结果如下:1.以镉敏感大麦基因型w6nk2和耐镉基因型浙农8号为材料,外源独脚金内脂为独脚金内脂人工合成类似物GR24(germination releaser 24),水培试验设4 个处理:对照(Control)、GR24(1μMGR24)、Cd(10μM Cd)和 Cd+GR24(10μMCd+1μMGR24),研究外源独脚金内酯对镉胁迫下大麦生长及光合特性的影响及基因型差异。结果显示,10μM Cd处理显著抑制大麦幼苗生长,叶片发黄,植株矮小,根长和生物量显著降低,同时镉胁迫对两大麦基因型的光合作用也有显著的抑制效果,具体表现为叶绿素含量和净光合速率降低。镉胁迫下,添加外源GR24显著缓解了镉胁迫对大麦幼苗生长的抑制,与单独Cd处理相比,株高、根长、地上部/地下部干重和净光合速率,浙农8号增加了 11.75%、47.58%、20.69%/18.18%和 68.90%,w6nk2 增加了 30.77%、28.89%、55.56%/50.00%和135.70%。2.研究了 GR24对镉胁迫下大麦幼苗地上部和地下部镉及其他矿质元素含量的影响。结果显示,10μM Cd处理下,与镉敏感基因型w6nk2相比,耐镉基因型浙农8号的镉含量更高。在镉胁迫条件下添加外源独脚金内酯显著减少了大麦幼苗对镉的吸收和积累,与单独镉处理相比,浙农8号和w6nk2地上部/地下部镉含量分别下降28.81%/28.20%和26.01%/26.95%。此外,镉胁迫降低了两基因型大麦幼苗地上部和地下部Zn、Fe、Cu的含量,添加外源GR24显著提高植株对Zn、Fe和Cu的吸收。3.探讨了外源GR24对镉胁迫下大麦幼苗非酶促活性氧清除系统的影响。结果显示,辐处理大麦叶片中H202、MDA大量积累,累积程度与耐镉性相关,敏感基因型中活性氧积累更为严重。镉处理导致大麦幼苗地上部和地下部的NO含量显著降低;大麦幼苗地上部中AsA、GSH含量显著降低,而根系中的AsA、GSH含量与对照相比显著增加,同时,镉胁迫使大麦幼苗地上部和地下部中DHA、GSSG含量显著增加,AsA/DHA值、GSH/GSSG值大幅度降低。添加外源GR24后,大麦幼苗AsA、GSH含量升高,DHA、GSSG含量降低,AsA/DHA、GSH/GSSG比值升高。4.研究了 GR24对镉胁迫下大麦幼苗酶促活性氧清除系统的影响。镉处理使两个基因型大麦幼苗地上部和地下部NOS、SOD、POD、GPX和APX活性降低。添加外源独脚金内酯后,大麦幼苗根系和叶片中的NOS、CAT、POD、SOD、GR、GPX、APX、DHAR和MDHAR的活性有不同幅度的增强。与单独镉处理相比,w6nk2大麦幼苗地上部/地下部NOS、DHAR、MDHAR和APX活性分别增加了 59.13%/115.27%、30.42%/29.18%、43.44%/26.50%和 49.16%/302.82%;浙农8号大麦幼苗地上部/地下部POD、APX分别增加了 23.96%/10.67%、165.61%/26.66%。在镉胁迫下添加GR24对镉处理下的大麦氧化损伤有明显的缓解作用。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X53;X503.231
【部分图文】：

３．２结果与分析??３．２．１外源独脚金内酯对镉胁迫下大麦幼苗ＭＤＡ及麟含置的影响??外界不利环境下，植物损伤或衰老与活性氧积累诱发的脂膜过氧化作用密切??相关。二烯轭合物、脂类过氧化物、丙二醛合乙烷是脂膜过氧化作用的主要产物。??丙二醛是脂膜过氧化的重要产物之一。通过测定ＭＤＡ的含量，可了解脂膜过氧??化的程度，间接判定膜系统受损程度以及植物的抗逆性。试验结果表明，镉处理??加剧了脂膜过氧化反应，与对照相比较，浙农８号和ｗ６ｎｋ２地上部ＭＤＡ含量分??别显著增加４２．５７％和５３．８６％，地下部ＭＤＡ含量分别增加了?５８．２０％和５５．２６％。??在镉胁迫下添加外源独脚金内酯能够显著减轻镉胁迫诱导的脂膜过氧化反应，处??理１０天后，浙农８号和ｗ６ｎｋ２地上部ＭＤＡ含量比镉处理显著降低了?１７．８８％和??１４．９６％，地下部ＭＤＡ含量较镉处理降低了?２２．１３％和２５．７８％?（图３－１）。??

Ｆｉｇ?３－３?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ＧＲ２４?ｏｎ?ＡｓＡ?ａｎｄ?ＤＨＡ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ?ａｎｄ?ＡｓＡ／ＤＨＡ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ｂａｒｌｅｙ?ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ?ｕｎｄｅｒ?Ｃｄ?ｓｔｒｅｓｓ??ａｂｃ，字母不同表本处理间差异显著（Ｐ＜０．０５）。Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｌｅｔｔｅｒｓ?ｉｎｄｉｃａｔｅ?ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ??（Ｐ＜０．０５）ｉｎ?ｔｈｅ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．??镉基因型浙农８号中，镉胁迫处理下，地上部ＧＳＳＧ含量与对照相比增加，但无??差异，地下部ＧＳＳＧ含量显著降低了?３８．２４％?（图３－４）；添加外源独脚金内酯后，??与单独镉处理相比，地上部ＧＳＳＧ含量显著降低了?３７．９７％，而根部ＧＳＳＧ含量??无明显变化。在镉敏感基因型ｗ６ｎｋ２中，镉胁迫下，幼苗地上部和地下部的ＧＳＳＧ??２８??

ＡＰＸ活性得到明显提高，分别提高了?１６５．６１％和２６．６６％；镉敏感基因型ｗ６ｎｋ２??在添加ＧＲ２４处理１０天后，因镉毒害而抑制的ＡＰＸ活性得到提高，其地上部与??地下部ＡＰＸ活性与单独镉处理相比，分别提高了?４９．１６％和３０２．８２％?（图３－５）。??Ｉ?Ｉ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｉ?１?Ｃｄ?■■?ＱＨＧＲ２４??３５０－，??ｒ２００??ｆ?：?ａ?＾?ａ?－．６０??二?５Ｊ１?■?■１１１?ＨＩ??１．８－｜??ｒ２．７??１．６－?２．４??＾?１．４－?２．１??§ｌ?ｉｔｉ?ｎｉｌｒｆｉ?ｒｉｉ??５－，??ｒ２．７??２．４??Ｍ?ｆｒｔｌｆｒｉ?ｍ??Ｚｈｅｎｏｎｇ８?ｗ６ｎｋ２?Ｚｈｅｎｏｎｇ８?ｗ６ｎｋ２??图３－５外源独脚金内酯对锡胁迫下大麦幼苗地上部（左）和地下部（右）Ｉ）ＨＡＲ、ＭＤＨＡＲ、??ＡＰＸ活性的影响??Ｆｉｇ?３－５?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ＧＲ２４?ｏｎ?ＤＨＡＲ?ａｃｔｉｖｉｔｙ，?ＭＤＨＡＲ?ａｃｔｉｖｉｔｙ?ａｎｄ?ＡＰＸ?ａｃｔｉｖｉｔｙ?ｏｆ?ｂａｒｌｅｙ??ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ?ｕｎｄｅｒ?Ｃｄ?ｓｔｒｅｓｓ??ａｂｃ
【二级参考文献】

相关硕士学位论文 前3条

1 吴珣;甘蓝型油菜抗旱耐盐相关基因BnSDIR1和BnRab7的克隆及功能鉴定[D];华中农业大学;2013年

2 李源龙;油菜耐盐性的基因型差异[D];浙江大学;2007年

3 王君丹;脱水素基因转化的矮牵牛对干旱胁迫的反应[D];东北农业大学;2004年

本文编号：2850512