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达乌里胡枝子抗氧化防御系统对干旱、UV-B辐射及复合胁迫的动态响应

作　者: 杜润峰
导　师: 郝文芳
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物学
关键词: 达乌里胡枝子干旱胁迫及复水 UV-B 辐射复合胁迫抗氧化防御系统
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

以黄土高原的乡土植物达乌里胡枝子为研究对象，采用盆栽控水法，模拟干旱和UV-B 辐射以及二者的复合胁迫，通过对其叶片抗氧化酶活性、抗氧化剂含量、超氧阴离子自由基含量、丙二醛含量的动态变化的研究，并利用隶属函数法综合评价各种胁迫下达乌里胡枝子基于抗氧化保护系统方面对逆境的适应能力，探讨达乌里胡枝子在不同逆境条件下这些指标在时间和空间上的变化规律，旨在为黄土高原草地建设提供一定的参考价值，同时也为达乌里胡枝子更好地开发利用提供理论依据。主要得以下结论：1．干旱胁迫及复水对抗氧化防御系统的影响干旱胁迫使超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性高于对照，且随着胁迫强度的增加，SOD活性DR₁<DR₂，CAT、APX活性DR₁>DR₂，而POD活性在胁迫开始后前6天内DR₁>DR₂，之后则DR₂>DR₁；与对照相比，干旱胁迫下抗坏血酸（AsA）含量变化不明显，类胡萝卜素（Car）含量则高于对照，AsA含量先降低后升高，Car则呈上升趋势；随着干旱胁迫强度的增加，MDA含量在胁迫开始后前6天DR₂>DR₁，之后各处理组组间差异不显著，O₂-含量DR₁>DR₂。复水后，APX及CAT活性、叶绿素含量、Car含量、O₂-含量均呈现上升趋势，其他指标则呈下降趋势。隶属函数法综合评价干旱胁迫下该种的抗氧化能力，得出：中度干旱胁迫>重度干旱胁迫>对照。2．增强UV-B辐射对抗氧化防御系统的影响随着UV-B辐射处理时间的延长，增强UV-B辐射使SOD、CAT活性降低， APX、POD活性升高，且SOD、POD、CAT的活性随着辐射强度的增加而降低，APX活性在开始处理9天内随着辐射强度的增加而增加，此后则随着辐射强度的增加而降低；AsA含量增加， Car含量降低，且二者的含量均随着辐射强度的增加而降低；增强UV-B辐射使O₂-含量和MDA含量均随着辐射强度的增加而增加。UV-B辐射处理结束后，除SOD活性、POD活性、AsA含量呈下降趋势外，其它指标都呈上升趋势。隶属函数法综合评价不同UV-B辐射下该种的抗氧化能力，得出：高UV-B辐射>低UV-B辐射>对照。3．干旱胁迫下增强UV-B辐射对抗氧化防御系统的影响适宜水分下增强UV-B辐射使SOD活性、POD活性呈先升高后降低的趋势，CAT活性则逐渐升高，而APX活性却先降低后升高，与适宜水分相比，复合胁迫使SOD活性、POD活性、CAT活性随着UV-B辐射强度的增加而增加，而APX活性却随着UV-B辐射强度的增加先降低后升高；AsA含量、花青素含量升高，且二者对UV-B辐射梯度的变化反应不显著，但是高剂量UV-B辐射使Car含量极显著的降低，而增加低剂量UV-B辐射使Car含量极显著的高于适宜水分。胁迫6天内，增强UV-B辐射使MDA含量低于适宜水分，且随着辐射强度的增加而增加，与适宜水分相比，复合胁迫下O₂．-含量变化却不显著，此后，增加低紫外却使O₂。-含量极显著的升高，由MDA含量来看可能仍未达到伤害水平。中度干旱胁迫下增强UV-B辐射使SOD活性、CAT活性降低，APX活性及POD活性升高，低紫外复合胁迫使SOD活性极显著的低于单因子干旱胁迫；而POD活性随着UV-B辐射强度的增加降低，APX活性、CAT活性却随着UV-B辐射强度的增加而增加；中度胁迫下增强UV-B辐射使AsA含量高于对照、类胡萝卜素含量低于对照，AsA含量随着辐射强度的增加先增加后降低，而Car含量则随着辐射强度的增加而降低，低紫外复合胁迫0-6d内花青素含量极显著高于对照。重度干旱胁迫下增强UV-B辐射对叶绿素含量的影响组间差异不显著，但此后叶绿素含量随着辐射强度的增强而增加（0-9d）；复合胁迫使SOD活性低于对照组，POD活性高于对照，且POD活性随着辐射强度的增加而降低（9-15d），CAT活性随着辐射强度的减少而降低，低紫外复合胁迫使APX活性高于对照而高紫外复合胁迫则使APX活性低于对照。复合胁迫使AsA含量变化不显著，高紫外复合胁迫使Car含量极显著的升高而低紫外复合胁迫却使Car含量极显著的低于单因子干旱胁迫（0-12d）。高紫外复合胁迫使花青素含量升高而低紫外复合胁迫使花青素含量下降，复合胁迫则使MDA含量极显著低于对照（0-6d）。隶属函数法综合评价干旱胁迫下增强UV-B辐射时该种的抗氧化能力，得出：适宜水分下增强UV-B辐射时，T₂+DR₁>T₁+DR₁>DR₁；中度干旱胁迫下增强UV-B辐射时，T₁+DR₂>DR₂>T₂+DR₂；重度干旱胁迫下增强UV-B辐射时，T₁+DR₃>T₂+DR₃>DR₃。4．达乌里胡枝子抗逆性的综合评价综合评价表明①达乌里胡枝子抗旱能力较高，且中度胁迫下该种的抗氧化能力高于重度胁迫，中度胁迫可能更适合于提高该植物的抗氧化生理反应。②与对照相比，增强UV-B辐射降低了达乌里胡枝子的抗氧化能力，随着UV-B辐射强度的增加，抗氧化能力越低。③适宜水分和重度干旱胁迫下增强UV-B辐射有利于缓解干旱胁迫给植物带来的损害。适宜水分下增强UV-B辐射时该种的抗氧化能力表现为随着辐射强度的增加而增强，而中度干旱胁迫下增强UV-B辐射时达乌里胡枝子抗氧化能力随着UV-B辐射强度的增加而降低。低紫外中度复合胁迫下该种的抗氧化能力高于中度干旱胁迫，而高紫外中度复合胁迫使该种对干旱胁迫的适应能力略有降低。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-14
第一章文献综述  14-26
  1.1 研究目的与意义  14-15
  1.2 干旱胁迫下植物的生理生态学研究  15-16
    1.2.1 植物的抗氧化防御机制对干旱胁迫的响应  15-16
    1.2.2 植物的光合防御机制对干旱胁迫的响应  16
  1.3 增强紫外辐射对植物作用的研究进展  16-18
    1.3.1 植物抗氧化机制对紫外胁迫响应的研究  17
    1.3.2 植物光合特性对紫外胁迫响应的研究  17-18
  1.4 复合胁迫对植物影响的研究进展  18-21
    1.4.1 干旱和盐复合胁迫的研究  18
    1.4.2 重金属复合胁迫的研究  18-19
    1.4.3 UV-B 辐射与酸雨复合胁迫对植物生理生化的影响  19
    1.4.4 UV-B 辐射与 CO2复合胁迫对植物生理生化的影响  19-20
    1.4.5 UV-B 与干旱复合胁迫对植物生理生化的影响  20-21
    1.4.6 其他复合胁迫的研究  21
  1.5 胡枝子属植物研究进展  21-23
    1.5.1 遗传多样性  22-23
    1.5.2 化学成分和生物活性  23
  1.6 达乌里胡枝子的研究概况  23-26
    1.6.1 达乌里胡枝子的生态学研究  23-24
    1.6.2 达乌里胡枝子种子特性的研究  24
    1.6.3 逆境胁迫对达乌里胡枝子生理生态的影响  24-26
第二章干旱胁迫及复水对达乌里胡枝子抗氧化防御系统的影响  26-38
  2.1 材料与方法  26-29
    2.1.1 材料培养及干旱处理  26-27
    2.1.2 指标测定方法  27-28
      2.1.2.1 叶绿素、叶绿素 a、叶绿素 b 含量、类胡萝卜素含量的测定  27
      2.1.2.2 抗氧化酶活性的测定  27-28
      2.1.2.3 花青素含量的测定  28
    2.1.3 数据处理与分析  28-29
    2.1.4 综合评价方法  29
  2.2 结果与分析  29-35
    2.2.1 干旱胁迫及复水对达乌里胡枝子光合色素含量的影响  29-31
    2.2.2 干旱胁迫及复水对达乌里胡枝子抗氧化酶活性的影响  31-32
      2.2.2.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性  31-32
      2.2.2.2 过氧化物酶（POD）活性  32
      2.2.2.3 过氧化氢酶（CAT）活性  32
      2.2.2.4 抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性  32
    2.2.3 干旱胁迫及复水对达乌里胡枝子抗氧化剂含量的影响  32-34
      2.2.3.1 抗坏血酸（AsA）含量  32-33
      2.2.3.2 类胡萝卜素(Car)含量  33
      2.2.3.3 花青素含量  33-34
    2.2.4 干旱胁迫及复水对达乌里胡枝子膜脂过氧化的影响  34-35
      2.2.4.1 丙二醛（MDA）含量  34
      2.2.4.2 超氧阴离子（O2.-）含量  34-35
    2.2.5 隶属函数法综合评价干旱胁迫下达乌里胡枝子的抗氧化能力  35
  2.3 讨论  35-37
  2.4 小结  37-38
第三章增强 UV-B 辐射对达乌里胡枝子抗氧化防御系统的影响  38-48
  3.1 材料与方法  39-40
    3.1.1 材料培养及 UV-B 辐射处理  39
    3.1.2 指标测定方法  39
    3.1.3 数据处理与分析  39-40
    3.1.4 综合评价方法  40
  3.2 结果与分析  40-45
    3.2.1 UV-B 辐射对达乌里胡枝子光合色素含量的影响  40-41
    3.2.2 UV-B 辐射对达乌里胡枝子抗氧化酶活性的影响  41-43
      3.2.2.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性  41-42
      3.2.2.2 过氧化物酶（POD）活性  42
      3.2.2.3 抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性  42
      3.2.2.4 过氧化氢酶（CAT）活性  42-43
    3.2.3 UV-B 辐射对达乌里胡枝子抗氧化剂含量的影响  43-44
      3.2.3.1 抗坏血酸（AsA）含量  43
      3.2.3.2 类胡萝卜素（Car）含量  43
      3.2.3.3 花青素含量  43-44
    3.2.4 增强 UV-B 辐射对达乌里胡枝子膜脂过氧化的影响  44
      3.2.4.1 丙二醛（ MDA）含量  44
      3.2.4.2 超氧阴离子（O2 -）含量  44
    3.2.5 隶属函数法综合评价 UV-B 辐射下达乌里胡枝子的抗氧化能力  44-45
  3.3 讨论  45-47
  3.4 小结  47-48
第四章干旱胁迫下增强 UV-B 辐射对达乌里胡枝子抗氧化防御系统影响  48-68
  4.1 材料与方法  48-49
    4.1.1 材料培养及复合胁迫处理  48-49
    4.1.2 试验方法  49
    4.1.3 数据处理与分析：  49
    4.1.4 综合评价方法  49
  4.2 结果与分析  49-64
    4.2.1 干旱胁迫下增强 UV-B 辐射对达乌里胡枝子光合色素的影响  49-52
    4.2.2 干旱胁迫下增强 UV-B 辐射对达乌里胡枝子抗氧化防御系统的影响  52-61
      4.2.2.1 对抗氧化酶活性的影响  52-57
      4.2.2.2 对抗氧化剂含量的影响  57-61
    4.2.3 干旱胁迫下增强 UV-B 辐射对达乌里胡枝子膜脂过氧化的影响  61-64
      4.2.3.1 丙二醛（MDA）含量  61-62
      4.2.3.2 超氧阴离子（O2．-）含量  62-64
    4.2.4 隶属函数法综合评价干旱、UV-B 辐射复合胁迫下达乌里胡枝子的抗氧化能力  64
  4.3 讨论  64-67
  4.4 小结  67-68
第五章结论  68-71
  5.1 干旱胁迫及复水对抗氧化保护系统的影响  68
  5.2 增强 UV-B 辐射对抗氧化保护系统的影响  68
  5.3 干旱胁迫下增强 UV-B 辐射对抗氧化保护系统的影响  68-69
  5.4 干旱胁迫条件下基于抗氧化能力的综合评价  69
  5.5 增强 UV-B 辐射时基于抗氧化能力的综合评价  69-70
  5.6 干旱胁迫下增强 UV-B 辐射基于抗氧化能力的综合评价  70-71
参考文献  71-83
致谢  83-84
作者简介  84

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