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盐胁迫对骆驼刺Rubisco羧化活性的影响

牙森·吾斯曼  
【摘要】:本实验以豆科植物骆驼刺为研究对象与绿豆(Vigna radiata)做对照,研究盐胁迫条件对骆驼刺RuBP羧化酶/加氧酶(Rubisco)羧化活性的影响。实验材料在温室盆栽,以蛭石为基质用1/2Hoagland’s营养液培养,当植物材料长到预定大小时用1/2Hoagland’s营养液配制0(对照)、50、100和200mM等四个浓度梯度的NaCl处理12天过程中,叶绿素含量、净光合速率、CO2响应曲线、Rubisco羧化活性等光合CO2同化相关指标的同时,测定细胞膜透性和丙二醛含量、抗氧化酶活性等直接或间接影响光合CO2同化的生理生态指标。结果显示,耐盐植物骆驼刺与盐敏感植物绿豆光合能力对盐胁迫的响应有所不同。对照植物绿豆在轻(50mM)、重度(100mM)盐胁迫下,其Pn与gs值随着盐浓度的增加而下降,Ci值在轻度盐胁迫下与其对照没有显著差异,而在100mM浓度下有下降趋势,表明绿豆在盐胁迫下Pn的下降是以气孔限制为主。而耐盐植物骆驼刺在50mM处理下的Pn和gs较对照明显升高,分别为对照的140%和115%,而Ci值则略有下降趋势,表明在轻度盐胁迫下非气孔CO2同化效率对Pn增强的贡献比气孔导度更高;用100mM NaCl处理的骆驼刺Pn与其对照之间没有明显差异,盐浓度达200mM时其Pn和gs分别下降到对照的73%和13%,而Ci值则上升到对照的148%,表明在高浓度盐胁迫下骆驼刺非气孔CO2同化能力明显下降。叶片光合速率对细胞间隙CO2浓度的响应曲线结果显示,在CO2—光合曲线的比例阶段,对照植物绿豆在0、50和100mM浓度NaCl处理下直线斜率分别为0.10、0.056和0.010,表明绿豆在轻度盐胁迫其羧化效率开始下降;而骆驼刺在0、50、100和200mM浓度处理下的直线斜率分别为0.1566、0.233、0.1178和0.090,可知骆驼刺在盐浓度为50mM时Rubisco羧化效率明显高于对照,盐浓度高于100mM时其羧化效率逐渐下降。而分光光度法测定Rubisco活性结果显示,在酶提取液中含有50、100和200mM NaCl的条件下,骆驼刺Rubisco活性逐渐下降趋势。 盐胁迫下耐盐植物骆驼刺叶片MDA含量和细胞膜透性的上升幅度在处理初期较大,而随时间的延续趋于缓和,而绿豆叶片MDA含量和细胞膜透性的上升幅度随着盐浓度和处理时间的延长而增加。骆驼刺叶片SOD活性在盐胁迫下明显高于其对照。绿豆各处理中处理初期SOD活性大于对照,而在第12d高浓度胁迫下的活性显著低于对照。此时骆驼刺POD和CAT活性在各处理中均显著高于对照,表明具有较强的H2O2清除能力,而绿豆POD和CAT活性则下降。在0-200mM盐胁迫环境下骆驼刺和绿豆抗氧化酶活性的高低与两种植物抵抗能力有关。 上述结果显示,骆驼刺在50mM盐胁迫下,在体内较高的Rubisco活性是与能维持较高的抗氧化酶活性,从而保持较好的细胞膜稳定性有一定的关系,并非是耐盐性强的植物其Rubisco本身的抗盐能力强。


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