干旱预处理诱导的玉米幼苗的交叉适应及其机制

干旱预处理诱导的玉米幼苗的交叉适应及其机制

刘家忠[1]2000年在《干旱预处理诱导的玉米幼苗的交叉适应及其机制》文中提出以玉米幼苗和烟草为实验材料,本文第一部分试图通过对玉米幼苗的交叉适应的研究,证明短期干旱预处理会提高玉米幼苗对干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫及盐胁迫的抗性,第二部分试图通过建立诱导性表达CaM/CaMBP转基因烟草体系,以便于研究受细胞质CaM和细胞核CaM调控的生理生化过程。 在第一部分的研究中,采用玉米(大黄、晴3)幼苗为实验材料。通过测定玉米幼苗干旱预处理后分别在干旱、低温、高温和盐渍的环境中处理一段时间后的存活率,证实了在玉米幼苗中交叉适应现象的存在。然后测定玉米幼苗胚根的电解质渗漏率、胚芽鞘的TTC还原活力,进一步证实干旱锻炼可提高玉米幼苗的抗旱性、抗冷性、抗热性和抗盐性。随后我们测定了大黄幼苗干旱锻炼后分别在干旱、冷、热、盐渍环境中的抗氧化酶如APX,GR,CAT,SOD,GPX的活性的变化情况。结果表明:干旱锻炼可引起上述酶活性发生相应的变化,从而提高玉米幼苗的抗旱性、抗冷性、抗热性及抗盐性。说明抗氧化酶系统参与了干旱诱导的玉米幼苗的交叉适应过程。对于H_2O_2在植物的交叉适应过程中是否起到了逆境胁迫信号作用,本文也进行了探讨。 在第二部分的研究中,利用表达四环素(Tet)阻遏蛋白具有卡那霉素(Km)抗性的烟草种子,Tetr3.2和HO2O2.0对两个品种为实验材料,采用根癌农杆菌介导转化中的叶圆盘法进行转化工作。烟草种子在含Km的MS培养基上萌发2-3个月后,将叶圆盘用农杆菌浸染,共培养,然后在含有潮霉素(Hm)的培养基上进行筛选,生根,最后获得具有抗性的植株。建成可诱导表达细胞质和细胞核CaM/CaMBP的转基因烟草体系。在获得转基因 云南师范大学硕土研究生毕业论文 植株的过程中发现,影响因素很多。()不同生长期的外植体对 农杆菌浸染的反应不同。(2)外植体在菌液中的时间不宜太长, 最好10分钟左右,时间过长易造成损伤,影响转化效率。(3) 共培养以3-4天为最好,过长或过短都会降低转化效率。共培养 须弱光照,22℃条件。(4)农杆菌的培养及稀释程度对转化效率 有影响。(5)不同的品种,转化难易、时间长短不同,品种Tetr3.2 易转化出芽,且时间较短。(6)在芽分化筛选过程中,远离培养 基的切面容易产生“阳性假芽”,因此,生根筛选是必要的。本 实验用根癌农杆菌介导转化,获得可诱导性表达细胞质和细胞核 CaM/CaMBP的转基因烟草体系。

董绪兵[2]2011年在《干旱诱导黄瓜幼苗对低温胁迫的交叉适应性研究》文中研究指明为了探讨黄瓜干旱-低温的交叉适应机制,本文以‘津优3号’为试材,研究干旱预处理对低温下黄瓜幼苗渗透调节、光合作用、抗氧化系统、细胞结构、内源激素含量等的影响。结果如下:1.低温胁迫可使黄瓜幼苗叶片的相对含水量、水势和渗透势显著降低,可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白的含量明显增加。胁迫前经PEG预处理,黄瓜幼苗叶片的相对含水量、水势和渗透势的降低幅度明显减小,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量则显著增加。低温胁迫结束(7 d)时测定,PEG预处理黄瓜幼苗叶片的相对含水量比未处理的(CK)高24.7个百分点,水势和渗透势分别比CK高0.35 Mpa和0.13 Mpa;脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量分别比CK高41.4 %、80.8 %和260.7 %。2.低温可使黄瓜幼苗叶片叶绿素含量降低,光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著下降,胞间CO_2浓度(Ci)明显升高。随着低温胁迫时间的延长,光下PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、天线色素捕光效率(Fv’/Fm’)及暗下PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)逐渐降低;胁迫时间超过3 d时,初始荧光(Fo)明显升高。与CK相比,PEG预处理黄瓜幼苗的Pn、Gs、Tr、ΦPSⅡ、Fv’/Fm’和Fv/Fm均较高,而Ci和Fo较低。说明低温下Pn下降的主要原因是非气孔限制;3 d以上低温胁迫对PSⅡ反应中心产生明显伤害;PEG预处理可减轻低温对黄瓜幼苗光合机构的伤害程度。3.低温下黄瓜幼苗电解质渗漏率、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H_2O_2)含量显著增加,超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性明显降低。PEG预处理的过氧化物酶(POD)活性逐渐升高,CK的先升高,后下降。与CK相比,PEG预处理的电解质渗漏率、MDA和H_2O_2含量增加幅度较小,SOD、POD、CAT和APX活性及AsA和GSH的含量较高,说明PEG预处理可提高黄瓜幼苗体内活性氧的清除能力,减轻低温胁迫对黄瓜幼苗细胞膜的伤害程度。4.低温胁迫7 d后未经PEG预处理的叶片细胞膜和叶绿体膜破裂,基粒片层消失,淀粉体积变小,数量减少,线粒体膜溶解,内脊腔扩大和空泡化。而经PEG预处理的叶绿体膜和线粒体膜基本完整,片层结构较清楚,只有质膜部分断裂,线粒体出现较明显的空泡化,表明PEG预处理对稳定低温下黄瓜细胞结构发挥重要作用。5.低温胁迫前后PEG预处理黄瓜幼苗的ABA含量均明显高于CK,GA_3含量和GA_3/ ABA显著低于CK。较高的ABA含量和较低的GA_3 / ABA比值是PEG预处理幼苗耐冷性增强的内在原因之一。6.土培试验结果表明,低温胁迫3 d时,干旱预处理的黄瓜幼苗的电解质渗漏率和冷害指数显著低于CK;适宜温光条件下恢复3 d后,干旱预处理的基本正常,而CK的电解质渗漏率仍明显高于胁迫前。

武杭菊[3]2007年在《小麦幼苗对干旱、低温逆境交叉适应的反应机制》文中研究说明干旱和低温作为两种最常见的逆境,严重地影响着植物的正常生长发育以及生理代谢。本文选用对干旱、低温抗性不同的长武134、晋麦47号和郑引1号3个小麦品种为试验材料,在人工控制条件下,通过PEG处理模拟干旱胁迫和人工气候箱程序降温模拟低温胁迫,研究小麦幼苗对干旱、低温逆境交叉适应的生理生化基础和可能机理。同时,用外施ABA作为一种预处理条件,探讨ABA在交叉适应中的调节作用。主要研究结果如下:(1)经单一干旱、低温逆境处理后,3个小麦品种的叶水势都显著下降,降幅在1.01~1.26Mpa之间,其中抗旱性弱的郑引1号下降的幅度最大。单一干旱、低温逆境处理后恢复正常条件,生长恢复正常后两种逆境进行交叉处理,结果表明“干旱+低温”和“低温+干旱”处理后3种小麦的叶水势下降幅度在0.39~0.77Mpa之间,均比单一低温或干旱逆境下水势下降幅度明显减小。在“ABA+干旱”和“ABA+低温”的交叉组合处理中,叶水势的下降幅度也明显小于单一干旱和低温逆境处理。这表明ABA在一定程度上可代替干旱、低温预处理的效果在交叉适应中起作用。(2)单一干旱或低温胁迫时,与正常生长的幼苗相比,3个品种小麦幼苗的细胞膜相对透性都明显增大,丙二醛含量增多,其中细胞膜相对透性增加幅度在54.48%~68.63%,丙二醛含量增加在40.88%~64.29%,说明细胞膜严重受损,膜脂质过氧化程度加深。而经干旱、低温和外施ABA预处理的小麦幼苗,与单一干旱或低温胁迫相比,质膜相对透性明显降低,降幅在25.45%~38.96%,丙二醛含量也显著降低,降幅在9.52%~23.21%,明显地抑制了膜脂过氧化作用,表明交叉处理的小麦幼苗比单一进行胁迫的小麦幼苗确实具有较强的抗性,交叉适应性可避免或减轻膜受损的程度,提高抗逆性,且外施ABA处理具有同交叉适应性相同的处理效果。(3)经单一干旱、低温逆境处理后,与正常生长的幼苗相比,3个小麦品种的SOD、CAT活性及GSH含量均明显下降,降幅分别在25.08%~39.65%、7.71%~9.78%和9.60%~25.97%,POD活性及AsA含量虽有上升,但上升幅度很小且郑引1号表现为下降,总体表现为活性氧清除能力下降;而经干旱、低温和外施ABA预处理的小麦幼苗,与单一干旱或低温胁迫相比,SOD、CAT、POD活性分别上升在25.37%~42.68%、10.77%~19.57%和2.23%~31.14%,GSH及AsA含量上升在0.59%~41.87%,表明交叉处理的小麦幼苗保护酶活性及内源抗氧化剂含量均明显增高,说明活性氧清除能力增强,且抗性强的品种表现出更强的活性氧清除能力。(4)单一干旱或低温胁迫时,由于活性氧对蛋白质等生物大分子伤害极其严重,而引起了可溶性蛋白质含量的下降。与正常生长的幼苗相比,3个品种小麦幼苗的可溶性蛋白质含量的降幅在2.47%~12.18%。而经干旱、低温、外施ABA预处理后经历干旱或低温逆境,与单一干旱或低温胁迫相比,可溶性蛋白质含量也有明显增多,增幅在14.33%~53.89%。表明交叉适应明显提高植株的抗逆性,其生理基础与ABA的作用机制密切相关。

郑一萱[4]2009年在《MAPK级联途径调控玉米对非生物胁迫的抗氧化防御响应》文中指出植物生长发育过程中往往会受到多种逆境的影响,干旱、盐渍和低温一直是我国北方地区限制作物分布和产量的主要环境因素,各种逆境对植物的危害是相互关联的。在植物长期进化形成的信号转导网络中,促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联途径是植物对逆境适应的重要方式之一。本文以两叶一心期的玉米(Zea Mays L.)幼苗为试验材料,对其分别进行干旱、盐分、低温和几种胁迫的交叉处理,以及ABA和H2O2两种逆境信号物质的处理,在使用PD98059(MAPK级联途径抑制剂)和不使用PD98059处理的状态下,分别测定胁迫及恢复过程中玉米幼苗叶片中的三种主要抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性和MDA的含量,研究MAPK级联途径在玉米幼苗对干旱、盐渍、低温及其交叉胁迫下的抗氧化酶防御反应中的作用,并探讨MAPK所参与的干旱胁迫、盐胁迫以及低温胁迫的信号转导途径,为改良作物抗逆性提供依据。主要结果如下:1.在干旱胁迫、盐胁迫和冷胁迫三种环境胁迫及其后的恢复过程中,玉米幼苗叶片中抗氧化酶SOD、POD和CAT活性呈现随胁迫时间延长而上升,恢复处理一定时间后又逐渐下降的趋势;叶片中MDA含量变化趋势相似。在MAPK级联途径的活性受到抑制后,SOD、POD和CAT活性的增加均不同程度减弱,对逆境信号的响应变得迟钝;并且伴随MDA含量的上升。2.在ABA和H_2O_2两种逆境信号分子处理及其后的恢复过程中,玉米幼苗叶片中抗氧化酶SOD、POD和CAT活性呈现随胁迫时间延长而上升,恢复处理一定时间后又逐渐下降的趋势;叶片中MDA含量变化趋势相似。在MAPK级联途径的活性受到抑制后,SOD、POD和CAT活性的增加均不同程度减弱,对ABA和H_2O_2信号的响应变得迟钝;并且伴随MDA含量的上升。3.玉米幼苗MAPK级联途径的活性受到抑制后,在低温胁迫及恢复过程中,SOD、POD和CAT活性与CK的差异幅度明显比ABA和H_2O_2处理下的抗氧化酶活性差异幅度大的多,特别是SOD,相应的MDA含量相差也更大。4.玉米幼苗在旱-盐交叉胁迫、干旱-低温交叉胁迫和高盐-低温交叉胁迫及其后的恢复过程中,叶片中抗氧化酶SOD、POD和CAT活性呈现随胁迫时间延长而上升,恢复处理一定时间后又逐渐下降的趋势;叶片中MDA含量变化趋势相似。MAPK级联途径的活性受到抑制后,叶片中SOD、POD和CAT活性的增加幅度均明显变小,对交叉逆境信号的响应变弱,并且也伴随MDA含量的上升。5.与相同强度的单一胁迫处理相比,经过胁迫预处理后I和CK表现出的抗氧化酶活性普遍有所升高,MDA含量降低。且在旱-盐交叉胁迫的条件下,对比单一的干旱胁迫或盐胁迫,MAPK级联途径对SOD活性的影响比对其他两种抗氧化酶更加强烈。

陈勃[5]2001年在《低温诱导玉米幼苗的交叉适应及诱导表达CaM/CaMBP转基因烟草体系的建立》文中研究表明以玉米幼苗和烟草为实验材料,本文第一部分通过将玉米幼苗进行短期冷驯化后对冷胁迫、干旱胁迫、热胁迫及盐胁迫的影响,试图证明玉米幼苗中交叉适应现象的存在及其机理;第二部分通过外源修改Ca~(2+)和CaM水平,研究了钙信使系统在交叉适应现象中的可能作用;第三部分通过建立诱导性表达CaM/CaMBP转基因烟草体系,便于研究受细胞质CaM和细胞核CaM调控的各种生理生化过程。 在第一部分中,采用玉米幼苗为材料。通过短期冷驯化后对冷胁迫环境中玉米幼苗存活率的影响,证实了冷激可提高抗冷性;同时,我们测定了低温锻炼后再进行干旱、高温及盐胁迫时玉米幼苗的存活率,证实了短期冷激可诱导玉米幼苗交叉适应。为了验证上述结果,进一步测定了玉米幼苗胚根电解质渗漏率、胚芽鞘TTC还原活力。随后测定了大黄玉米幼苗低温锻炼后在低温、干旱、高温和盐渍环境胁迫中常见抗氧化酶如APX、GR、CAT、POX、SOD等的活性变化,结果表明:低温锻炼可引起上述酶活性发生相应变化,从而提高玉米幼苗的抗冷性、抗旱性、抗热性和抗盐性。说明抗氧化酶系统参与了冷激诱导玉米幼苗的交叉适应过程。通过对膜脂过氧化作用(MDA含量)的测定以及H_2O_2对的研究,证实了逆境会诱发氧化胁迫,而H_2O_2在启动和诱发交叉适应过程中可能起一个信号分子作用。 第二部分,由于第一部分的结果证实冷激诱导玉米幼苗对低温、高温、干旱和盐渍的交叉适应;并且以前的研究结果表明Ca~(2+)-CaM参与了植物对低温胁迫的信号传导及耐冷性的形成。由上述结果可推论Ca~(2+)-CaM可能参与了冷激诱导的交叉适应。通过外源修改玉米幼苗Ca~(2+)水平(上调、下调)和下调CaM水平(CaM抑制)对冷激诱导的玉米幼苗抗冷性、抗热性、抗旱性及抗盐性的效应,研究了钙信使系统在冷激诱导的玉米幼苗交叉适应过程的影响。 第三部分,利用表达四环素(TC or Tet)阻遏蛋白的两个烟草品种为材料,采用根癌农秆菌介导转化叶圆盘法进行转化工作,已获得四套诱导表达细胞质/核钙调素的转基因烟草材料和一套诱导表达细胞质钙调素结合多肽的转基 低温诱导玉米幼苗的交叉适应及诱导表达Ca.nHCaMBP转基困烟草体系的建立因烟草材料。目前我们正在进行转基因烟草的CaM水平测定以及整株植株在To(Tet)诱导下的基因表达分析,以从每一套材料中筛选出最佳的株系用于以后的研究。

宋晓芳[6]2013年在《干旱、盐胁迫下低温处理对多年生黑麦草种子萌发的影响》文中提出研究低温预处理对多年生黑麦草种子在干旱和盐渍胁迫下萌发的影响,为在干旱、盐渍土壤建植牧草提供依据。(1)预先将多年生黑麦草种子在3~5℃低温条件下预处理1、3和5d,未经低温处理的种子作为对照,而后将4种处理的种子分别置于质量分数为0%、5%、10%、15%、20%、25%的PEG溶液中进行萌发试验,并测定幼苗生长指标和生理生化指标。结果表明:与对照组相比,低温预处理5d的种子在质量分数≥15%PEG溶液中的发芽指数和活力指数显著提高(P﹤0.05);低温预处理1d和3d的种子发芽能力无显著性变化(P﹥0.05)。低温预处理对种子根的生长速度和根系活力影响不大。随着PEG质量分数不断增加,低温预处理组明显降低了脯氨酸和可溶性糖含量的增加幅度(P﹤0.05)。PEG质量分数≥15%时,低温处理组膜脂过氧化程度显著的低于对照(P﹤0.05),其中以低温预处理5d的效果最佳。(2)预先将多年生黑麦草种子在3~5℃低温条件下预处理3、5和7d,未经低温处理的种子作为对照,而后把这4种处理的种子分别放在质量分数为0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%的NaCl溶液中进行萌发试验,并测定幼苗生长指标和生理生化指标。结果表明:低温预处理3d和5d的种子发芽指数和活力指数显著高于对照组(P﹤0.05),膜脂过氧化程度显著低于对照组(P﹤0.05),幼苗根系活力显著高于对照组(P﹤0.05)。低温处理组NO含量相对于对照组均有提高。低温预处理3d或5d使多年生黑麦草种子抗盐萌发的临界点从0.3%提高到了0.6%,而低温预处理7d对多年生黑麦草种子抗盐萌发起到抑制作用,NO对这种“交叉适应”现象可能具有调控作用。

李怀伟[7]2013年在《旱涝—低温交叉胁迫对小麦抗寒性的影响》文中认为黑龙江省是我国重要商品粮生产基地,由于气候严寒,一直是冬小麦生长的禁区,由东北农业大学育成的东农冬麦1号是首例能在黑龙江省安全越冬的冬小麦品种,目前对它的研究主要集中在对低温的抗性上,而冬季降雪量、秋冬季和返青期土壤含水量对东农冬麦1号返青率也有很大影响。本文以冬麦东农冬麦1号、冬麦济麦22和春麦龙麦26三个不同抗寒性小麦品种为材料,从三叶期开始对其进行七种不同土壤含水量处理,分别为田间最大持水量(52%)的85%-90%(重涝)、75%-80%(中涝)、65%-70%(轻涝)、60%(适宜含水量)、50%-55%(轻旱)、40%-45%(中旱)和30%-35%(重旱),分蘖期按自然降温条件下分段取样,测定各处理组小麦地下茎生理生化指标变化及返青率,探讨低温-旱涝交叉适应对小麦抗寒性的影响,揭示东农冬麦1号抗寒的生理基础,挖掘与低温-旱(涝)交叉适应的相关蛋白,为确定冬小麦越冬期田间最佳土壤水分含量、制定合理的栽培管理措施提供理论依据。研究结果如下:(1)随着温度降低,胁迫加剧,三种不同抗寒性的小麦细胞质膜透性增大,电解质渗漏率升高;小麦体内渗透调节物质和抗氧化酶活性发生变化,其中东农冬麦1号的可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量升高,保护酶SOD、POD活性增强;而济麦22和龙麦26抗寒性弱于东农冬麦1号,除了济麦22的可溶性糖、脯氨酸含量和POD活性及龙麦26的可溶性糖含量升高外,两种小麦其它生理指标在低温后期都停止增长或呈下降趋势。相同温度和土壤含水量下,东农冬麦1号电导率低于济麦22和龙麦26,渗透调节物质及保护酶活性等生理指标则高于济麦22和龙麦26。说明渗透调节物质和抗氧化系统在低温下的生理变化是东农冬麦1号抗寒性提高的生理基础。(2)轻旱处理下,显著增加了低温下东农冬麦1号、济麦22和龙麦26的地下茎中渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸的含量,增加了抗氧化酶SOD、POD的活性;且POD活性在中旱和轻涝下也高于正常水分;同时,轻旱处理下小麦地下茎的相对电导率降低,返青率升高,说明适度的干旱处理诱导了小麦对低温胁迫的交叉适应性,上述物质参与了这种适应性的形成。(3)参与干旱和低温交叉适应的蛋白主要包括:代谢和能量相关蛋白(乙酰辅酶A羧化酶亚基α型羧基转移酶、果糖激酶、磷酸丙糖异构酶、苹果酸脱氢酶等,在低温下表达上调或下调)和逆境蛋白(NAD(P)H-醌氧化还原酶、L-抗坏血酸过氧化物酶、小型泛素修饰因子等,在低温下表达上调)。在干旱和低温交叉胁迫下,这些蛋白低量或高量的表达可能对东农冬麦1号抗寒具有重要作用。(4)济麦22和龙麦26经历短时低温后,有个别返青现象;而在经历整个越冬期后,只有强抗寒性的东农冬麦1号能够返青。长时间的旱涝和低温胁迫共同作用于小麦时,轻旱处理组增强东农冬麦1号适应能力的效果最好,在此土壤含水量下返青率最高,说明土壤含水量为土壤最大持水量(52%)的50%-55%时,最有利于东农冬麦1号越冬。

李菲[8]2009年在《偃麦草属植物盐胁迫交叉适应特性的研究》文中认为为了揭示禾本科植物盐逆境补偿生长特性和逆境交叉适应的规律,选取国内外逆境适应敏感的偃麦草属植物进行盐逆境补偿生长特性、盐逆境与干旱和低温逆境交叉适应规律的研究。补偿生长研究采用盐逆境预胁迫法处理,在补偿生长现象范围内测定生长指标和不同生理指标相关性,研究结果表明植物生物量(干重)、可溶性糖与活力指数呈显著或极显著正相关关系;过氧化物酶活性、可溶性蛋白含量与活力指数呈负相关,但均未达到显著水平;而叶绿素含量与活力指数相关性不明显。因此研究认为这类禾本科植物补偿生长主要表现在以碳水化合物为基础的物质方面。干重、可溶性糖和活力指数可以作为评价禾本科牧草补偿生长能力指标。盐预胁迫与干旱逆境交叉适应研究结果表明二者存在交叉适应现象;4种材料在不同盐浓度范围内,均能够增强耐旱性;不同牧草发生交叉适应盐胁迫浓度范围不同;单盐预胁迫与复盐差异不显著。不同牧草增加耐旱性强度也不同,耐旱性评价结果表明中间偃麦草和泰瑞长穗偃麦草交叉适应效果高于埃克长穗偃麦草和焦斯长穗偃麦草。交叉适应生理基础研究表明,5项生理指标中细胞膜透性,可溶性糖、丙二醛含量、过氧化物酶活性种间差异显著,脯氨酸含量种间差异不显著。盐预胁迫与低温逆境交叉适应研究结果表明二者也存在交叉适应现象,4种材料在不同盐浓度范围内,均能增强耐寒性;不同牧草发生交叉适应盐胁迫浓度范围也不同;单盐预胁迫效果较复盐显著。不同牧草增加耐寒性强度也不同,耐寒性评价结果表明埃克长穗偃麦草和焦斯长穗偃麦草的交叉适应效果高于中间偃麦草和泰瑞长穗偃麦草。交叉适应生理基础研究表明,5项生理指标种间差异均显著。干旱与低温胁迫后,可溶性糖的含量明显高于游离脯氨酸含量,说明四种牧草遭受逆境时的渗透调节物质为可溶性糖。

吴帼秀[9]2013年在《NaCl诱导黄瓜幼苗对低温弱光的适应性研究》文中指出本文以‘津优3号’黄瓜品种为试材,研究了低温弱光胁迫下NaCl预处理对黄瓜幼苗渗透调节系统、活性氧清除系统、光合作用等的影响,探明盐诱导黄瓜幼苗对低温弱光适应性的机理。试验结果如下:1.经过NaCl浓度筛选,确定了适宜的NaCl预处理浓度为100mmol·L-1,预处理3d,恢复2d对低温弱光的适应性诱导效果最好。2.低温弱光处理前经NaCl预处理的黄瓜单株叶面积和干物重显著大于对照(CK),冷害指数明显小于CK,说明NaCl预处理减轻了低温弱光对黄瓜幼苗的伤害。3. NaCl预处理可使低温弱光下黄瓜幼苗叶片的渗透势、水势和相对含水量的降低幅度明显小于CK,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量则显著大于CK。说明NaCl诱导下黄瓜幼苗对低温弱光的适应性与其渗透调节能力的增强有关。4.低温弱光胁迫可引起黄瓜幼苗电解质渗漏率、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量明显增加,而与CK相比,NaCl预处理的电解质渗漏率、过氧化氢(H2O2)含量、丙二醛(MDA)含量的增加幅度明显减小,超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性及抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量显著提高。说明NaCl预处理减轻了低温弱光对黄瓜幼苗的膜脂过氧化程度。5.低温弱光胁迫使黄瓜幼苗叶片的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、羧化效率(CE)、PSⅡ光下实际光化学效率(ΦPSⅡ)及暗下最大光化学效率(Fv/Fm)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)及暗适应下最小荧光(Fo)明显升高,表明低温弱光条件下黄瓜幼苗Pn下降主要原因是非气孔限制;经过NaCl预处理黄瓜幼苗叶片的Pn、Tr、Gs、CE、ΦPSⅡ及Fv/Fm都显著高于CK,Fo明显低于CK。说明NaCl预处理减轻了低温弱光对黄瓜幼苗光合机构的伤害。

张俊环[10]2005年在《葡萄幼苗与果实对温度逆境的交叉适应性及其细胞学机制研究》文中研究指明以当年生葡萄(Vitis vinifera L.cv.Jingxiu)幼苗与成熟果实为试材,从细胞水平比较研究高温锻炼诱导的耐冷性和低温锻炼诱导的抗热性及其发生机制,探讨葡萄幼苗与果实对温度逆境的交叉适应性及其细胞学机制。结果如下。 利用透射电子显微镜技术对高温锻炼和低温锻炼以及0℃低温和45℃高温胁迫条件下的葡萄幼苗叶片进行了超微结构观察,38℃/10h的高温锻炼预处理和8℃/2.5d的低温锻炼预处理都对葡萄叶肉细胞结构造成了轻微的伤害,但延缓了随后的交叉胁迫条件对叶肉细胞的损伤。主要表现在叶绿体、线粒体、细胞核、质膜与液泡膜等部位。 从生化水平测定了定位在质膜、液泡膜和线粒体上的ATP酶的活性,并用氯化铈沉淀的电镜细胞化学方法,定位观察了质膜ATP酶的活性,得到一致的结果:高温锻炼预处理提高了微粒体膜ATP酶的活性,并且在随后的低温胁迫条件下,保持了酶活性的稳定性;低温锻炼提高了高温胁迫下的微粒体膜ATP酶活性。对质膜H~+-ATPase进行了Western-blot分析,结果表明,不同处理的质膜H~+-ATPase表达量的变化都与测定的酶活性变化趋势基本相吻合。因此认为,温度锻炼所诱导的质膜H~+-ATPase活性的变化部分归因于酶蛋白量的变化。 0℃低温胁迫和45℃高温胁迫进程中,幼苗叶片细胞膜系统受到严重伤害,表现为CAT、POD和SOD三种抗氧化酶活性降低,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量明显升高,活性氧浓度增加。经过高温锻炼的幼苗,在低温胁迫期间抗氧化酶活性增强,O_2产生速率和H_2O_2含量先上升后下降,MDA浓度和膜透性也比对照有明显降低且相对稳定;经过低温锻炼的幼苗,在高温胁迫期间,上述各项指标的变化规律与高温锻炼幼苗在低温胁迫期间的变化趋势相似。 胶体金免疫电镜定位结果表明,热激蛋白HSP70主要定位在叶绿体的片层膜和淀粉粒、线粒体、细胞核的核仁和核质、以及胞质中,尤以叶绿体和细胞核中的免疫颗粒密度最大;sHSP17.6在叶肉细胞中的分布规律与HSP70相似,不同的是在淀粉粒上几乎没有sHSP17.6的分布,并且在数量上明显少于HSP70。高温锻炼可诱导葡萄幼苗叶片中HSP70和sHSP17.6的表达量的增加,并且在低温胁迫条件下一直保持比对照相对较高的水平,sHSP17.6的结果更显著;低温锻炼预处理对HSP70和sHSP17.6的表达量似乎没有影响,但可增强两种HSP在高温胁迫条件下的表达水平。Western blot检测和胶体金免疫定位都得到了一致的结果。并且证实了高温锻炼可对HSP70和HSP17.6的合成在转录和翻译两种水平上起调节作用。 38℃/10h热预处理可诱导葡萄果实对-2℃低温的适应性反应,其作用机制与高温锻炼诱导的幼苗耐冷性相似。

参考文献:

[1]. 干旱预处理诱导的玉米幼苗的交叉适应及其机制[D]. 刘家忠. 云南师范大学. 2000

[2]. 干旱诱导黄瓜幼苗对低温胁迫的交叉适应性研究[D]. 董绪兵. 山东农业大学. 2011

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干旱预处理诱导的玉米幼苗的交叉适应及其机制
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