MeJA提高甘草种子萌发及幼苗耐盐性的机理研究

发布时间：2020-05-10 19:43

【摘要】：盐胁迫是影响植物的主要非生物胁迫因素之一。通过外源物质提高植物抗盐性是研究植物抗盐机制的热点。茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)作为信号分子参与调控植物体内多种生理功能,在提高植物对非生物胁迫的抗性方面起重要调节作用。本文以甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)为研究材料,设计盐胁迫下加入外源MeJA,采用种子发芽及室内沙培幼苗生长实验,研究外源MeJA对盐胁迫下种子萌发、幼苗生长、抗氧化代谢、渗透调节、激素调节及有效成分等的影响,探讨MeJA调控甘草种子萌发和幼苗耐盐性的生理机理,为进一步提高人工栽培甘草的耐盐性提供科学依据,主要结果和结论如下:1、MeJA对盐胁迫下甘草种子发芽特性及早期幼苗生理生化特性的影响(1)盐胁迫下,甘草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及早期幼苗胚根长、胚根粗、胚芽长、胚芽粗均受到抑制,MeJA显著提高了盐胁迫下甘草种子发芽势、发芽指数、活力指数,胚根长、胚根粗、胚芽长及胚芽粗,并使早期幼苗干物质量显著提高。表明MeJA可明显缓解盐胁迫对甘草发芽及早期幼苗生长造成的不利影响。(2)MeJA可有效提高盐胁迫下甘草早期幼苗中抗氧化酶SOD、POD、GPX的活性及非酶抗氧化剂AsA和GSH的含量,使之维持在较高的水平上,从而降低了活性氧H_2O_2和O_2~-的水平及膜脂过氧化产物MDA的含量。表明MeJA通过提高甘草早期幼苗的抗氧化能力,降低了甘草早期幼苗的活性氧水平,缓解盐胁迫造成的细胞膜脂过氧化损伤,从而减轻盐胁迫对甘草早期幼苗的伤害。(3)MeJA降低盐胁迫下甘草早期幼苗中Na~+和Cl~-含量,增加Ca~(2+)含量及K~+/Na~+比,进一步增加了脯氨酸及可溶性蛋白含量。说明MeJA诱导Ca~(2+)信号系统参与调节甘草早期幼苗抗盐过程中渗透物质的合成,从而维持植物细胞渗透势,减轻盐胁迫造成的渗透胁迫及离子毒害。(4)MeJA可增加盐胁迫下甘草早期幼苗中蔗糖含量及SS活性,对SPS的活性增加不明显,但INV活性降低,说明MeJA通过提高碳水化合物蔗糖含量及SS活性加强甘草早期幼苗碳代谢;但MeJA使甘草早期幼苗中NR活性降低、进而减弱硝态氮的还原,MeJA降低了GS/GOGAT循环途径中GOGAT和GS的活性、进而减弱NH_4~+的同化能力导致NH_4~+含量增加,可能的原因是MeJA通过增加氮代谢产物含量提高植物的渗透调节能力,且不同的代谢产物也能防止膜质过氧化,从而增加甘草早期幼苗对盐胁迫的适应性。(5)MeJA处理显著降低甘草早期幼苗中ABA含量、增加IAA含量,但对GA_3含量没有影响;MeJA进一步增加IAA/ABA、GA_3/ABA、GA_3/IAA的比,表明MeJA能够增加植物体内激素的含量及其平衡,从而减轻盐胁迫下植物生长受到抑制的同时产生早衰现象。2、MeJA对盐胁迫下甘草幼苗生长及生理生化特性的影响(1)盐胁迫使甘草幼苗主根长、株高、主根粗、叶片数、侧根数减少,并降低了甘草幼苗的生物量,MeJA明显增加盐胁迫下甘草幼苗主根长及侧根数,并使幼苗生物量显著提高。表明MeJA可明显促进盐胁迫下甘草幼苗的根系生长。(2)MeJA处理通过提高盐胁迫下甘草幼苗中POD、CAT、APX和GR活性,降低H_2O_2和MDA含量,从而缓解盐胁迫对甘草幼苗造成的膜脂过氧化损伤,但SOD活性与O_2~-产生速率在MeJA处理下没有变化。该结果与对早期幼苗中抗氧化研究结果不一致,这说明MeJA对盐胁迫下甘草抗氧化系统的影响因植物生长阶段而异。(3)MeJA处理增加了盐胁迫下甘草幼苗碳代谢酶SPS和SS活性及蔗糖含量,这与对甘草早期幼苗碳代谢研究结果一致,说明MeJA对盐胁迫下甘草碳代谢的作用效果有可能不受植物生长阶段的影响。MeJA使盐胁迫下甘草幼苗NR、GS、GOGAT的活性显著增加,NO_2~-、NO_3~-含量也明显提高,此结果中氮代谢底物的变化与对甘草早期幼苗中的研究结果一致,这说明MeJA在幼苗期也能通过增加氮代谢产物含量提高植物的渗透调节能力,从而增加甘草幼苗的抗盐性。(4)MeJA处理增加了甘草幼苗中总黄酮含量及积累量、总多糖含量及积累量、总皂苷含量及积累量;同时,甘草酸含量及积累量、甘草素积累量、甘草查尔酮A积累量也呈上升趋势。表明MeJA能够参与次生代谢产物合成的过程,从而诱导盐胁迫下甘草幼苗中次生代谢产物的积累。
【图文】：

技术路线图,标准误,多重比较,显著性检验

4图 1-1 技术路线图Fig. 1-1 Technical roadmap据统计分析方法验数据采用 SPSS 17.0 软件进行方差分析和显著性检验，多重比较用 <0.05）；采用 Excel 2010 对原始数据进行录入、整理和图表的绘制。本文所有图片、表格中的数据均表示为平均值±标准误。图中所注的不同小写异显著（P<0.05）。

甘草,活力指数,发芽势,发芽率

过 0.45μm 微孔滤膜，，用于测定 ABA、IAA、GA3。标品制备：分别精密称定内源激素（GA3、IAA、ABA）对照品，用甲醇配 0.3、0.6、0.9、3、6、12、18、24、30 ng/μL 系列浓度。结果与分析1 MeJA 对盐胁迫下甘草种子发芽特性的影响2.3.1.1 对发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数的影响如图 2-1 所示，与对照相比，盐胁迫明显降低了甘草种子发芽率、发芽势、指数及活力指数；与盐胁迫相比，外源 MeJA 处理下，甘草种子的发芽势、指数及活力指数均有不同程度的增加，而发芽率进一步受到抑制，这说明盐对甘草种子的发芽造成了抑制作用，而 MeJA 能够明显的减轻这种效应，促种子的萌发。
【学位授予单位】：宁夏医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S567.71

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