褪黑素对黑暗胁迫下栀子叶片衰老进程的影响
发布时间：2020-06-11 21:37
【摘要】：栀子(Gardenia jasminoides Ellis)为茜草科(Rubiaceae)栀子属(Gardenia)常绿灌木。栀子除被广泛应用于园林绿化外,因其叶片色泽苍绿和叶质硬挺常被作为切叶材料,用作花束的装饰。栀子切叶在运输途中或置于室内时,常常处于黑暗或弱光的逆境条件,易使叶片变黄、衰老,严重影响其观赏价值。因此,如何采取相应措施缓解栀子叶片在弱光条件下的衰老进程已成为生产上亟待解决的技术问题。目前有研究表明,褪黑素可以在极低光照条件下(黑暗)延缓叶片衰老,为此,本研究应用褪黑素处理栀子叶片,探讨褪黑素处理对黑暗胁迫引起栀子叶片衰老的缓解效应,并进一步从叶片生理指标、解剖特征和分子水平上开展了相应的基础研究,主要结果如下:(1)0.05mM、0.1mM、1.0 mM和2.0mM四种不同浓度褪黑素(MT),均能不同程度地延缓黑暗胁迫下栀子叶片的衰老,其中1.0 mM浓度的褪黑素(MT1.0)溶液效果最佳,而较高浓度(2.0mM,MT2.0)会减弱延缓衰老的效果。经MT1.0处理的栀子叶片颜色保持翠绿,色度角H°、SPAD值、潜在最大光能效率最高,而丙二醛含量最低。(2)褪黑素处理(MT1.0)能够显著延缓黑暗胁迫下栀子叶片的黄化衰老。与对照叶片相比,MT1.0处理的叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo和Y(Ⅱ))提高,类胡萝卜素和类黄酮含量降低;MT1.0处理的叶片中过氧化氢含量、超氧阴离子自由基积累量、相对电导率和丙二醛含量降低,而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等保护酶活性提高;MT1.0处理的叶片的含水量、可溶性蛋白含量和谷氨酰胺合成酶(GS)活性提高。同时,MT1.0处理增加了叶片内源褪黑素水平和色氨酸脱羧酶基因(TDC)的表达水平。MT1.0处理激活了抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统以清除植物叶片中过量的活性氧。(3)在黑暗胁迫下,对照栀子叶片表面较为平坦,而MT1.0处理的叶片表面的角质层具有更明显的波纹状结构,两者气孔的大小和气孔开放度方面没有明显差别。通过透射电镜观察发现,在黑暗胁迫下,对照栀子叶片中叶绿体发生降解,变成更圆的形状,同时脂质球体增加,叶绿体膜破损,而MT1.0处理的叶片叶肉细胞超微结构较为完整,叶绿体降解的较少。(4)将MT1.0处理与蒸馏水CK处理的叶片置于黑暗胁迫24 d后提取RNA进行转录组测序,总共组装成94812个高质量的unigenes,平均长度为1289 nt;对组装得到的Unigenes进行七大功能数据库注释,共有19669个Unigenes被不同数据库共同注释到。转录组测序显示外源褪黑素处理涉及植物多种生物过程,包括碳水化合物代谢,氨基酸代谢,脂质代谢,植物激素信号转导和色素生物合成途径;其中,外源褪黑素导致碳水化合物代谢和氨基酸代谢基因的上调,而脂质代谢和色素生物合成中的基因下调,植物激素信号转导中的基因部分上调和部分下调。
【图文】：
图２－１不同浓度褪黑素处理的栀子叶片逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｌｅａｖｅｓ邋ｏｆ邋ｇａｒｄｅｎｉａ邋ｔｒｅａｔｅｄ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｍｅｌａｔｏｎｉｎ逡逑如图２－２所示，，通过对色度角／／°值的测定发现，经四种浓度褪黑素处理的栀子叶片的逡逑／／°值均高于对照叶片，其中0．丨ｍＭ、１．０邋ｍＭ、２．０邋ｍＭ浓度褪黑素处理的栀子叶片的／／°逡逑值显著高于对照叶片。随着褪炓素浓度的递增，／／°值先增加后减小，在１．０邋ｍＭ浓度时达逡逑到峰值，而较高浓度（２．０邋ｍＭ，邋ＭＴ２．０）处理叶片的／／°值低于１．０邋ｍＭ浓度褪黑素处理的逡逑栀子叶片。逡逑１２０邋逦逡逑ａ逡逑ｃ邋。上门二逡逑１００逡逑ｏ邋８０邋／邋邋邋邋邋邋邋邋邋邋＾邋，逡逑》２０邋ｆ邋——逦——逦——｜邋厂邋——逡逑０邋邋邋邋——￣￣——邋邋邋邋邋逡逑ＣＫ邋ＭＴ０．０５逦ＭＴ０．１邋ＭＴＩ．０邋ＭＴ２．０逡逑处理逡逑图２－２不同浓度褪黑素处理的栀子叶片的／／°值逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｈ°邋ｖａｌｕｅ邋ｏｆ邋ｇａｒｄｅｎｉａ邋ｌｅａｖｅｓ邋ｔｒｅａｔｅｄ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｍｅｌａｔｏｎｉｎ逡逑注：图中注不同的字母表示具有显著差异（Ｐ＜０．０５），下同。逡逑Ｎｏｔｅ：邋ｔｈｅ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｌｅｔｔｅｒｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｆｉｇｕｒｅ邋ｉｎｄｉｃａｔｅ邋ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ，邋ｔｈｅ邋ｓａｍｅ邋ｂｅｌｏｗ．逡逑２．３．２不同浓度褪黑素对栀子叶片ＳＰＡＤ值的影响逡逑如图２－３所示
３．３结果与分析逡逑３．３．１褪黑素处理对黑暗胁迫下振子叶片色泽的影响逡逑褪黑素对延缓黑暗胁迫下h斪右镀浠菩Ч灾４油迹常敝心芄豢闯觯诤诎敌财儒义瞎讨校哉找镀鸾ケ浠疲屎谒卮硪镀廊槐３致躺Ｔ诤诎敌财鹊冢玻村澹涫保藻义险蘸屯屎谒卮硪镀钜熳畲螅哉找镀侗浠疲屎谒卮淼蔫僮右镀３致躺ｅ义匣鎫栧义贤迹常焙诎敌财认妈僮右镀掌义希疲椋纾酰颍邋澹常卞澹校瑁铮簦铮纾颍幔穑桢澹铮驽澹纾幔颍洌澹睿椋徨澹欤澹幔觯澹箦澹酰睿洌澹蝈澹洌幔颍耄睿澹螅箦义仙冉牵
本文编号：2708494
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