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油菜素内酯在调节黄瓜光合作用和抗氧化系统中的作用

黄黎锋  
【摘要】:我国园艺设施相对简陋,缺乏设施专用品种,生产上极易受到各种逆境的危害,单产只有发达国家的1/4—1/3。在现阶段,通过改良栽培措施和使用外源化学物质等已经成为提高蔬菜产量和品质的行之有效的手段。油菜素内酯(BRs)作为第六大激素,具有提高产量和增加抗逆等效果,但是其作用机理至今尚未探明。研究BRs对光合作用和抗氧化系统的调控无论在科学上或实践上都有重要的意义。本文以主要设施蔬菜黄瓜(Cucumis sativus L)为研究对象,通过探讨BRs对黄瓜叶片光合作用诸过程的影响,来阐明BRs对光合作用的调控机制;利用低温,MV等逆境明确BRs对抗氧化系统的影响和对光合机构的保护作用;同时利用油菜素内酯合成抑制剂(Brz)来验证BRs对光合作用和抗逆性以及氮同化的调控作用。主要结果如下: 1)、研究了BRs对黄瓜叶片气体交换、叶绿素荧光特性、Rubisco活性和碳水化合物代谢等方面的影响,结果表明喷施24-表油菜素内酯(EBR)后3小时到7天,光饱和光合速率(Asat)显著增加,其中以0.1 mg L~(-1) EBR处理最为明显。EBR导致Asat增加的同时伴随着RuBP羧化速率(Vc,max)和再生速率(Jmax)的明显增加。EBR处理引起的PSII电子传递量子效率(ΦPSII)的增加主要是由于光化学猝灭(qP)增加所引起,而最大光化学量子效率(F_v’/F_m’)变化较小。EBR未导致光呼吸的变化。此外,EBR导致Rubisco初始活性、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)和酸性转化酶(AI)活性的提高,以及蔗糖、可溶性糖和淀粉含量的累积。表明BRs对黄瓜的光合作用有直接刺激作用,而这种作用Rubisco初始活性的提高有关。 2)、内源BRs合成抑制导致黄瓜植株矮化,叶色浓绿等一系列类似于BRs缺失体的表型,同时引起光合速率和蔗糖、总糖和还原糖含量的下降。在BRs合成抑制的植株中光合作用下降并不是由于气孔关闭或者抑制光合电子传递引起的,而是由于Rubisco初始活性下降引起的。而添加外源EBR处理能逆转这种变化,使得各种形态生理指标恢复到对照水平。同时内源BRs合成受到限制后抑制了Rubisco大亚基(rbc S)和小亚基(rbc L)的表达,而EBR则促进它们的表达。说明植物体内BRs水平和rbc S和rbc L的表达密切相关,进一步证实BRs是通过调节Rubisco来影响


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