Ca～（2+）和钙调素拮抗剂对辣椒幼苗抗冷性的影响
【摘要】：
在植物体中,钙是一种必需营养元素。钙具有防止膜损伤和渗漏的作用,在维护细胞壁、细胞膜的结构和功能中起着重要作用,同时作为细胞内第二信使对于提高植物的抗逆性也具有重要作用,其作用的中心环节是细胞内Ca~(2+)水平的变化。自从1976年钙调蛋白(CaM)被发现以来,Ca~(2+)与其重要受体蛋白CaM构成的钙信使系统在植物感受逆境信号中所起的作用已日益引起人们的重视。但是Ca~(2+)在植物抗寒中的作用机制仍不清楚,还存在许多未知领域有待研究。辣椒(Capsicum annuum L)原产于中南美洲热带地区,是人们广为喜爱的喜温蔬菜。因其可作为冬春设施栽培的主要作物,近年来在我国的栽培面积不断扩大。辣椒生长适宜温度为20℃～30℃,低于15℃时生长发育完全停止,持续低于12℃时可能受害,低于5℃则植株完全死亡,故低温是辣椒栽培中的主要限制因素之一。因此,提高辣椒苗抗低温能力就成为理论研究和生产实践上急待解决的问题,对辣椒苗进行抗寒生理研究及化学调控的研究在理论和实践上都具有重要意义。
本试验以低温敏感作物--辣椒幼苗为试材,研究了Ca~(2+)和钙调素拮抗剂对辣椒幼苗抗冷性的影响。主要结论如下:
1.适量的Ca~(2+)(10mmol/L)供应能有效提高辣椒幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性,使之维持在较高的水平上,并降低丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性;此外,外源Ca~(2+)还增强了辣椒幼苗的根系活力。表明10mmol/L的外源Ca~(2+)供应能提高辣椒抗冷性,因为其增强了植株的活性氧清除能力以及对细胞膜的稳定作用。
2.外源10mmol/L Ca~(2+)能明显地增加低温胁迫下辣椒幼苗叶片可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量。采用Ca~(2+)螯合剂EGTA或钙调素拮抗剂W7对辣椒幼苗低温处理后,辣椒幼苗叶片中可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量降低。结果说明Ca~(2+)信号系统参与了调节辣椒幼苗抗寒过程中渗透物质的合成。
3. Ca(NO3)2浸种处理能显著提高辣椒幼苗叶片在低温胁迫下的保护酶活性、保护性物质的含量,降低电解质渗透率、MDA含量,提高辣椒的抗冷性,其中以Ca(NO3)2浓度40mmol·L-1处理效果最明显。
4. W7浸种处理显著提高低温胁迫下辣椒幼苗叶片电解质渗透率和MDA含量,降低SOD、POD活性和可溶性蛋白质含量;而Ca~(2+)浸种处理显著降低低温胁迫下叶片电解质渗透率和MDA含量,提高SOD、POD活性和可溶性蛋白质、可溶性糖的含量,说明Ca~(2+)·CaM信使系统在辣椒幼苗抗冷调控过程中起着重要的作用。
【关键词】：辣椒 Ca~(2+) 钙调素拮抗剂 抗冷性 【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S641.3
【目录】：
- 摘要2-4
- Summary4-6
- 缩略词表6-9
- 第一章 前言9-17
- 1 引言9-10
- 2 国内外研究现状分析10-17
- 2.1 Ca~(2+)抗冷的作用机理10-11
- 2.2 Ca~(2+)对植物细胞原生质膜和超微结构的影响11
- 2.3 Ca~(2+)对逆境胁迫下植物体酶活性的影响11-13
- 2.4 Ca~(2+)对植物光合和呼吸的影响13-14
- 2.5 Ca~(2+)对植物体代谢的影响14-15
- 2.6 Ca~(2+)与种子活力的关系15-17
- 第二章 钙对低温胁迫下辣椒幼苗膜脂过氧化及保护酶活性的影响17-25
- 1 材料和方法18-20
- 1.1 材料与处理18
- 1.2 测定内容与方法18-20
- 2 结果与分析20-23
- 2.1 钙对低温胁迫下辣椒幼苗根系活力的影响20-21
- 2.2 钙对低温胁迫下辣椒幼苗叶片电解质渗透率和MDA 含量的影响21-22
- 2.3 钙对低温胁迫下辣椒幼苗叶片保护酶活性的影响22-23
- 3 讨论23-25
- 第三章 钙处理对低温下辣椒幼苗渗透物质的调节25-33
- 1 材料与方法25-27
- 1.1 材料25-26
- 1.2 不同 Ca~(2+)浓度处理26
- 1.3 不同 Ca~(2+)信号抑制剂处理26
- 1.4 测定方法26-27
- 2 结果与分析27-30
- 2.1 不同Ca~(2+)浓度对低温下辣椒幼苗叶片可溶性蛋白质含量的影响27-28
- 2.2 不同Ca~(2+)浓度对低温下辣椒幼苗叶片可溶性糖含量的影响28
- 2.3 不同Ca~(2+)浓度处理对低温下辣椒幼苗叶片脯氨酸含量的影响28-29
- 2.4 Ca~(2+)专一螯合剂EGTA 和CaM 拮抗剂W7 对低温下辣椒幼苗叶片可溶性蛋白质含量的影响29
- 2.5 Ca~(2+)专一螯合剂EGTA 和CaM 拮抗剂W7 对低温下辣椒幼苗叶片可溶性糖含量的影响29-30
- 2.6 Ca~(2+)专一螯合剂EGTA 和CaM 拮抗剂W7 对低温下辣椒幼苗叶片脯氨酸含量的影响30
- 3 讨论30-33
- 第四章 Ca(NO_3)_2浸种处理对辣椒幼苗抗冷性的影响33-39
- 1 材料和方法33-34
- 1.1 材料与处理33-34
- 1.2 测定内容与方法34
- 2 结果与分析34-36
- 2.1 硝酸钙浸种处理对辣椒幼苗叶片电解质渗透率和MDA 含量的影响34-35
- 2.2 硝酸钙浸种处理对辣椒幼苗叶片POD、SOD 活性的影响35
- 2.3 硝酸钙浸种处理对辣椒幼苗叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响35-36
- 3 讨论36-39
- 第五章 Ca~(2+)与钙调素拮抗剂对辣椒幼苗抗冷性的影响39-47
- 1 材料与方法39-40
- 2 结果与分析40-43
- 2.1 Ca~(2+)与W7 浸种对低温胁迫辣椒幼苗叶片细胞质膜透性的影响40
- 2.2 Ca~(2+)和W7 浸种对低温胁迫下辣椒幼苗叶片MDA 含量的影响40-41
- 2.3 Ca~(2+)与W7 浸种对低温胁迫下辣椒幼苗叶片SOD 活性的影响41
- 2.4 Ca~(2+)与W7 浸种对低温胁迫下辣椒幼苗叶片POD 活性的影响41-42
- 2.5 Ca~(2+)与W7 浸种对低温胁迫下辣椒幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响42
- 2.6 Ca~(2+)与W7 浸种对低温胁迫下辣椒幼苗叶片可溶性糖含量的影响42-43
- 3 讨论43-47
- 致谢47-48
- 参考文献48-57
- 个人简介57-58
- 导师简介58-59
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