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《浙江大学》 2010年
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5-氨基乙酰丙酸对盐害胁迫下油菜植株形态、生理及细胞亚显微结构的调控机制研究

Muhammad Shahbaz Naeem  
【摘要】: 甘蓝型油菜是世界上主要的食用油来源之一。油菜的生长通常会受到一些非生物胁迫诸如冻害、干旱、温度和盐害等的抑制作用。此外,不断增加的世界人口和日益的城市化进程也迫使农民开始利用贫瘠的土地和劣质的水源。盐害是影响油菜生长和产量最严重的危害之一。油菜被认为是一种中度耐盐害的作物,因此开发油菜潜在的抗盐性非常重要。适当地使用植物生长调剂物质是提高植物抗盐性的一个可行的方法。本文主要研究了5-氨基乙酰丙酸(ALA)在盐害条件下诱导甘蓝型油菜耐盐性的作用。油菜在温室中水培培养,盐处理用不同浓度的NaCl溶液(0、100、200 mM NaCl)ALA叶面喷施(浓度30 mg/l。油菜形态、生理、生化和细胞亚显微结构的变化分别如下: (1)为了更好的说明ALA对NaCl胁迫下油菜植株生长的促进作用,选取两个不同的叶位取样,分别为第一片叶和第三片叶。结果表明增大的盐浓度对油菜的相对生长速率(根和地上部分)和叶片水分状况(渗透势和相对含水量)有抑制作用。然而,其对两个不同叶位叶片的相对电导率、丙二醛含量(MDA)、渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和脯氨酸)含量、活性氧自由基(ROS)和酶促(抗坏血酸过氧化物酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物岐化酶)及非酶促(还原型谷胱甘肽和抗坏血酸)抗氧化物质的活性却有促进作用。叶片喷施ALA可提高根和地上部分的相对生长速率和叶片的水分状况(渗透势和相对含水量),同时在两个叶位中也引起了渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和脯氨酸)的进一步积累,提高了酶促(抗坏血酸过氧化物酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物岐化酶)及非酶促(还原型谷胱甘肽和抗坏血酸)抗氧化物质的活性。叶片喷施ALA还可以降低膜透性、MDA含量和ROS的产量。试验结果还表明渗透调节物质更易于在幼嫩的组织中积累。氧化物质的活性。叶片喷施ALA还可以降低膜透性、MDA含量和ROS的产量。试验结果还表明渗透调节物质更易于在幼嫩的组织中积累。 (2)我们对ALA对盐胁迫下甘蓝型油菜光合作用气体交换能力和离子吸收能力的影响做了研究。外源喷施ALA可增加胁迫处理植株叶片中叶绿素的含量。叶面喷施ALA也能使100 mM NaCl处理的植株叶片的水势维持在对照水平并大幅提高200 mM NaCl处理的植株叶片的水势。随着盐浓度的增加,植株净光合速率和气体交换参数也显著的下降。但是,叶面喷施ALA可部分缓解这种下降。随着NaCl浓度的增加,油菜体内Na的积累也在增加。同时NaCl浓度的增加也诱导了根和叶中对大量和微量元素吸收和积累的一种不确定的反应。在盐胁迫下,大量元素(N、P、K、S、Ca和Mg)和微量元素(Mn、Zn、Fe和Cu)中除Zn外都没有明显的积累。叶面喷施ALA则增加了除Mn和Cu外其余各种离子的浓度。这些结果表明在短期(10d)盐胁迫条件下,外源ALA能通过控制Na+的吸收来促进油菜植株生长、光合作用气体交换能力、水势、叶绿素含量和矿质元素含量。 (3)此外,我们还研究了ALA对盐胁迫条件下叶肉细胞中叶绿体亚显微结构的影响。通过电镜照片可看出,在两个浓度的盐胁迫下细胞的形状和大小发生了变化,叶绿体膨胀,嗜锇颗粒增多,淀粉粒减少,同时类囊体膜膨胀。这些表明两个浓度的盐处理都对植株产生了氧化胁迫。NaCl处理的植株能够通过减少叶绿素含量和暂时地降低光合作用效率来抵消氧化胁迫。叶面喷施ALA能够提高能量的利用(更高浓度的叶绿素和类胡萝卜素,提高光合作用效率),并且能够通过使叶绿体中保持更多的完整的类囊体来减小氧化胁迫。以上结果表明,ALA一种可行的能够提高植物耐盐性的植物生长调节物质。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S565.4

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