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多胺提高玉米幼苗抗渗透胁迫能力的机理研究

宋维贤  
【摘要】: 本试验采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟自然干旱,用外源Spd处理抗旱性不同的两个玉米品种农大108(抗旱性较强)和浚单20(抗旱性较弱),研究了渗透胁迫7d后,外源多胺对两个玉米品种幼苗生长、光合作用、呼吸作用、抗氧化能力和有机渗透调节物质的影响,并研究了对玉米幼苗叶片内胁迫适应蛋白的影响,探讨了多胺提高玉米幼苗抗旱性的机制。试验结果如下: 1.正常条件下,浚单20和农大108两个品种的玉米幼苗的叶片含水量、相对干重增长速率和叶绿素含量相差不大,MDA含量、H202含量、NADPH氧化酶活性与抗氧化酶(SOD、CAT、APX)的活性之间存在动态的平衡,并且蛋白质含量和有机渗透调节物质也都维持在正常的水平。 2.渗透胁迫下,与对照处理相比,两个玉米幼苗叶片含水量、相对干重增长速率、叶绿素含量和蛋白质含量迅速下降,叶片的MDA含量、H202含量急剧增加;有机渗透调节物质含量增幅较少。这表明干旱胁迫破坏了玉米幼苗体内活性氧产生与酶促系统和非酶促系统的清除能力之间的平衡,危害到了玉米幼苗的正常生长。 3.渗透胁迫下,加入外源Spd,抑制了玉米幼苗中叶片相对含水量(RWC)下降、相对干重增长速率、叶绿素含量的下降、MDA含量和H202含量上升的幅度;提高了玉米幼苗叶片抗氧化酶(SOD、CAT、APX)的活性;提高了有机渗透调节物质含量,同时提高了蛋白质含量。使玉米的渗透调节能力得到加强,使细胞维持较低的渗透势,从而提高玉米幼苗抗旱性。 4. SDS―PAGE实验发现,浚单20在PEG+Spd共同处理下,在20.1KDa附近会出现一条仅在农大108才会出现的蛋白带,表现出和农大108的一致性。此结果进一步表明Spd可以从多途径提高植物的抗旱性,可能是Spd和其他因素共同作用,影响DNA的转录和翻译,从而诱导胁迫适应蛋白的合成。 5.在渗透胁迫下,多胺通过抑制玉米幼苗的保水能力和叶绿素含量的下降,以及渗透胁迫下玉米幼苗体内丙二醛含量、过氧化氢含量和质膜NADPH氧化酶活性的上升,同时提高玉米幼苗叶片的抗氧化酶活性,促进有机渗透物质逐步积累,诱导玉米幼苗的胁迫适应蛋白的表达,改善了玉米幼苗的生长代谢,多途径综合的提高了玉米的抗胁迫能力。


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