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《中国农业大学》 2003年 博士论文
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水分胁迫诱导苹果属植物叶片衰老机理的研究

曹慧  
【摘要】: 本实验以平邑甜茶和新疆野苹果幼苗为试材,研究了水分胁迫诱导苹果属植物的衰老机理。实验结果表明,苹果属植物幼苗在水分胁迫下,随着胁迫时间的延长,Chl降解加剧,活性氧O_2~、H_2O_2、脂质过氧化产物(MDA)含量明显增加及细胞质膜相对透性(PMP)明显增大。其中,抗旱性较强的新疆野苹果幼苗降低的幅度均低于抗旱性较弱的平邑甜茶。Chl含量的降低和O_2~、H_2O_2、MDA含量增高及PMP升高之间均呈显著负相关。说明水分胁迫下苹果属植物幼苗Chl降解与活性氧损伤密切相关。 水分胁迫引起苹果属植物幼苗核酸代谢的变化,DNase、RNase活性上升,O_2~、H_2O_2含量增高;DNA、RNA含量下降,其中DNA含量下降的幅度小于RNA含量下降的幅度,DNase活性上升的幅度小于RNase活性上升的幅度。表明RNA比DNA对水分胁迫更敏感。水分胁迫下苹果属植物幼苗叶片的DNA、RNA含量与RWC、O_2~、H_2O_2含量间均呈显著相关。表明水分胁迫下活性氧自由基累积引起植物组织衰老的启动,进而影响核酸代谢的变化。 平邑甜茶叶片在水分胁迫下内肽酶活力的变化可分为低值缓降期和速升期,对应于叶绿素含量的缓降期和速降期。水分胁迫引起叶片老化过程中存在3种以上的内肽酶(巯基蛋白酶、丝氨酸蛋白酶和金属蛋白酶),但在蛋白质降解中起主要作用的是巯基蛋白酶。其中在叶片衰老过程中起主要作用的是酸性蛋白水解酶;且内肽酶的最适温度为45℃。另外,不同浓度放线菌酮、激素、H_2O_2处理实验结果表明,放线菌酮和BA抑制内肽酶的活性,而ABA和H_2O_2可促进内肽酶活力的提高。 水分胁迫下对与光系统Ⅱ原初光能转化(Fv/Fo、Fv/Fm、q_p\q_N、yield、Ca/Fo)和膜脂过氧化作用有关的生理指标的测定结果表明:叶绿素荧光参数的变化程度与不同苹果属植物的抗旱性相关;平邑甜茶和新疆野苹果叶绿素荧光参数的变化程度与MDA含量及质膜相对透性呈显著相关。因此,水分胁迫下PSⅡ原初光能转化受抑程度与膜脂过氧化间存在一定关系。 水分胁迫引起苹果属植物幼苗叶片的P_n与Chl、Car、Chl-Pro、O_2~、H_2O_2、~1O_2、Gs、ASA、SOD、POD、CAT的变化,且在水分胁迫下这些参数变化程度与抗旱性程度相一致。同时,水分 胁迫下苹果属植物幼苗叶片的 Pn的变化与其 Chl、Chl-Pro、O。’、H。O。、‘O。、Gs的变化间均呈 显著相关。表明水分胁迫对苹果属植物光合速率的影响除受气孔因素限制之外,与由活性氧代谢 失调所诱导的非气孔因素高度相关。同时,水分胁迫下不同苹果属植物的叶肉细胞的超微结构发 生了不同程度的变化,且这种叶肉细胞结构的变化过程与抗旱性相一致,进一步从细胞生物学角 度证明了水分胁迫下非气孔因素所导致的光合速率的降低成为限制光合作用的主要因素。


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