茶多酚对盐胁迫下小麦幼苗活性氧非酶促清除系统的影响

发布时间：2020-11-15 17:51

　　 盐渍化土壤在世界范围内广泛存在,且面积还在不断扩大,其可对植物造成渗透胁迫并破坏离子平衡,甚至诱发活性氧(ROS)大量积累从而影响植物的正常生长发育,使农作物减产。茶多酚是一种天然的抗氧化物质,具有无毒无害等优点,因此探究盐胁迫下外源TP对植物生理机制的响应具有现实意义。本实验以陇春30号小麦(Triticum aestivum L.)为研究对象,通过测定不同处理下小麦相关生长和生理指标,探讨陇春30号小麦幼苗生长表观特征和活性氧非酶促清除系统在150mmol·L~(-1)NaCl、茶多酚(TP)以及两者的复合处理下的响应规律,主要结果如下:1.盐胁迫显著降低了小麦幼苗的相对生长速率(RGR)、生物量和叶面积,增加了叶比重;TP的加入有效缓解了盐胁迫下小麦幼苗RGR、生物量、叶面积的减小和叶比重的升高,并且TP浓度越高缓解效果越明显。2.盐处理环境中较高的Na~+浓度制约了根系对K~+、Ca~(2+)的吸收,从而削弱了对这两种营养离子的转运;TP的加入提高了小麦幼苗对这两种离子的选择性吸收和转运系数,TP浓度越高,对营养离子的吸收、转运影响越大。3.150 mmol·L~(-1) NaCl处理显著抑制了非酶促抗氧化物质,包括抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)、类胡萝卜素、总黄酮、总酚和花青素的生成,也使得脯氨酸大量积累;TP的加入既提高了AsA/DHA和GSH/GSSG的比值,也增加了非酶促抗氧化物质的含量。4.150 mmol·L~(-1)盐处理降低了小麦幼苗对羟基自由基(·OH)、H_2O_2自由基和ABTS~(·?)的清除率,却增加了对超氧阴离子自由基(O_2~(·?))的清除率;TP的加入明显提高了对·OH和H_2O_2自由基的清除率,当添加的TP浓度为100mg·L~(-1)时,ABTS~(-·)清除率和铁离子还原力显著提高。5.盐诱导小麦幼苗苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的活性显著升高,而4-香豆素酸辅酶A连接酶(4-coumarate coenzyme A ligase,4CL)和查尔酮异构酶(Chalcone isomerase,CHI)的活性显著降低;盐胁迫下加入TP后,PAL的酶活性无显著变化,PPO活性降低,而4CL和CHI活性则显著增加。以上结果表明,盐胁迫通过影响植物对钾钙营养离子的吸收,抑制了植物的生长,表现为RGR和生物量的降低,并通过改变类黄酮合成通路中相关酶的活性降低了总黄酮、多酚及花青素的合成。此外,盐处理还改变了小麦幼苗中AsA/DHA和GSH/GSH的比值,以及类胡萝卜素、脯氨酸等活性氧非酶促抗氧化物质的正常合成,减弱了对活性氧自由基的清除率。TP的加入增加了150 mmol·L~-11 NaCl处理下小麦幼苗对K~+、Ca~(2+)的选择性吸收和转运系数,并通过提高RGR和叶片表面积增加了小麦幼苗的物质积累。同时,TP的加入还对植物AsA-GSH循环和类黄酮合成途径产生了相应影响,导致非酶促抗氧化物质的含量明显增加,从而提高了植物的抗氧化能力,增强了小麦幼苗对自由基的清除效果。
【学位单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S512.1
【部分图文】：

前言2供氢能力，因而抗氧化能力强。但TP属于混合物，若人工合成的话需要将各单体成分单独提取出来再进行混合，成本较高，因而多利用茶叶进行直接提取，近年来，国内外通过各个方面研究儿茶素生物合成，基本确定了其合成途径[5]。图1.1茶多酚主要物质的合成途径Fig1.1Thesynthesispathwayofthemainsubstancesofteapolyphenols注：黄烷酮羟基化酶:flavanone-3-hydroxylase(F3H)；黄烷酮3’羟化酶:3flavonoid-3’-hydroxylase(F3’H)；黄烷酮3’,5’羟化酶:flavonoid-3’,5’-hydroxylase(F3’,5’H)；二氢黄酮醇4-还原酶:dihydroflavonol4-reductass(DFR)；花色素合成酶:anthocyanidinsynthase(ANS)；花色素还原酶:anthocyanidinreductase(ANR)；无色花色素还原酶:leucoanthocyanidinreductase(LAR)1.1.2茶多酚的应用TP作为一种天然的强抗氧化剂，兼具耐热、耐酸等多种性质，自发现以来就

前言11下CHI1A过表达显著提高了酵母的耐盐能力，且大豆根部异黄酮含量与CHI表达量存在量效关系。图1.2类黄酮代谢途径Fig1.2ThepathwayoftheFlavonoidBiosynthesis1.5研究目的与技术路线1.5.1研究目的我国的西北属于干旱、半干旱地区，存在大量的盐渍化土壤，加之西北人民偏食面类作物，因此，提高小麦在西北地区的产量和品质就显得尤为重要。当植物处于较高浓度盐碱环境时，体内就会产生大量的活性氧，通过探究植物体的抗氧化系统可以帮助我们采取有效的措施提高植物抗性。TP属于天然的强抗氧化剂，且性质稳定，被广泛应用于医疗、美容等领域，具有良好的效果。虽然也涉及对植物逆境的研究，但多集中于金属胁迫方面，对盐胁迫的影响研究较少。陇春30号小麦在西北甘肃、宁夏、内蒙古广泛种植，具有抗倒伏等优良特性。本研究通过设置150mol·L-1盐、TP以及两者的复合处理实验，探究陇春30号小麦幼苗活性氧非酶促保护系统在盐胁迫下和不同浓度TP处理下的响应规律；掌握盐胁迫下和不同浓度TP处理下陇春30号小麦生长表观特征的变化规律。以期揭示活性氧非酶促保护机制在盐胁迫下和不同浓度TP处理下的敏感性，提高西北地

实验结果19第3章实验结果3.1不同处理对小麦幼苗生长的影响通过不同处理对小麦幼苗生长的研究结果显示，处理6天后的小麦幼苗在表观上出现了明显的差异。与对照相比，B、E、F组处理下的小麦幼苗的高度显著降低(p<0.05)，叶片宽度变窄，根系短而粗；C、D组小麦苗叶片较宽且苗长根长显著增加(p<0.05)，同时，随着TP浓度的升高，叶片及根系生长优势越明显；相比于B组小麦，E、F组小麦叶片较舒展，叶片高度和根系长度也有所增加(图3.1)。图3.1处理6天后小麦幼苗的生长情况Fig.3.1Growthofwheatseedlingsafter6daysoftreatment注：A代表CK；B代表150mmol·L-1NaCl；C代表25mg·L-1TP；D代表100mg·L-1TP；E代表150mmol·L-1NaCl+25mg·L-1TP；F代表150mmol·L-1NaCl+100mg·L-1TP根据不同处理间小麦幼苗RGR的测定结果显示，与对照相比，单独盐处理显著降低了陇春30号小麦的RGR(p<0.05)；不同浓度TP处理则使小麦幼苗的RGR增加，且TP浓度越高增加效果越显著，其中100mg·L-1TP处理下RGR与对照相比增加了约20%。同150mmol·L-1NaCl单独处理相比，不同浓度TP与盐的复合处理均增加了小麦幼苗单位时间内的全株生物量(图3.2)。
【参考文献】

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本文编号：2885031