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高温胁迫下两种叶色四季秋海棠的生理生化响应研究

作　者: 常仁杰
导　师: 朱祝军
学　校: 浙江农林大学
专　业: 园林植物与观赏园艺
关键词: 花色苷高温四季秋海棠光合作用叶绿素荧光抗氧化热耗散
分类号: S685.99
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

四季秋海棠（Begonia semperflorens）是秋海棠科秋海棠属多年生草本植物，原产巴西，性喜温暖湿润气候，不耐曝晒，忌高温，生长最适温度为25℃左右。近年来，四季秋海棠被广泛地应用于布置各种花坛、广场，但由于其不耐高温，而长江三角洲地区夏季持续高温20-40天，露地栽培不易越夏，增加养护管理成本。本论文通过电导率法结合Logistic方程测定了六个四季秋海棠品种的高温半致死温度，之后选用四季秋海棠红铜叶耐热品种‘邦德布’和绿叶热敏品种‘乐图’为材料，研究了四季秋海棠红绿叶品种遭受38℃高温逆境的植物形态和生理生化差异以及花色苷在其中发挥的作用，结果表明：1.六个四季秋海棠品种的高温半致死温度由高到低的排列顺序如下：‘邦德布’>‘鸡尾酒’>‘幻想’>‘超奥’>‘舞会’>‘乐图’。由四季秋海棠红铜叶品种的高温半致死温度均高于绿叶品种可初步推断：四季秋海棠红铜叶品种较耐热，四季秋海棠绿叶品种在相同条件下较不耐热。这与各个品种的热害指数和相对电导率的测定结果基本一致。叶色可作为耐热性的一个判定指标。2.通过研究高温胁迫下红铜叶品种‘邦德布’和绿叶品种‘乐图’叶片的色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数的差异，比较了两个品种的耐热性。随着高温胁迫时间的延长，‘邦德布’与‘乐图’相比，叶绿素a/b的比例增加，苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性受到的抑制程度较轻，具有较高的二氢黄酮醇还原酶(DFR)活性和较稳定的查尔酮异构酶(CHI)活性，花色苷含量也显著高于绿叶品种；PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、天线色素光能转化效率(Fv’/Fm’)、PSⅡ实际光化学效率(Y(Ⅱ))和电子传递速率(ETR)受到高温胁迫的程度较轻，具有较高的热耗散能力(NPQ)和调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))能够将过剩的光能耗散掉，受到的光损伤较低，而且光适应状态下PSⅡ的光化学反应能力受到高温胁迫的抑制较轻；两个品种的净光合速率(A)的降低先由气孔因素引起后又有非气孔因素引起，但是‘邦德布’比‘乐图’具有较高的净光合速率(A)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(E)，其受到抑制的程度较低。综合来讲，红铜叶品种‘邦德布’较绿叶品种‘乐图’耐热。3.研究了高温胁迫下红铜叶品种‘邦德布’和绿叶品种‘乐图’叶片抗氧化酶活性和抗氧化能力。随着高温胁迫时间的延长，‘邦德布’与‘乐图’相比，超氧化歧化酶(SOD)活性受到高温抑制的程度较轻，具有更高的抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和更高更稳定的过氧化氢酶(CAT)活性，胁迫后期仍保持一定的自由基清除能力；高温胁迫后期，红铜叶品种‘邦德布’与‘乐图’相比，具有较高的DPPH自由基清除率和FRAP值即具有较高的活性氧自由基清除能力和抗氧化能力，缓解了高温胁迫造成的氧化伤害。对于两个叶色不同的品种，其抗氧化能力的差异可能是由于花色苷和抗氧化酶系统共同作用的结果，花色苷是否在其中发挥主要作用这有待进一步研究验证。

全文目录

中文摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
缩略词  8-10
目录  10-13
第一章文献综述  13-27
  1.1 秋海棠属植物抗性研究进展  13-14
    1.1.1 抗酸雨能力  13
    1.1.2 耐强光性  13
    1.1.3 抗病性  13-14
    1.1.4 耐热性  14
  1.2 植物耐热性机理研究进展  14-22
    1.2.1 形态解剖结构与植物耐热性的关系  14-15
    1.2.2 生理生化变化与植物耐热性的关系  15-20
      1.2.2.1 水分变化  15-16
      1.2.2.2 渗透调节物质的积累  16
      1.2.2.3 光合作用  16-17
      1.2.2.4 细胞膜热稳定性  17
      1.2.2.5 抗氧化系统  17-18
      1.2.2.6 激素变化  18-19
      1.2.2.7 次生代谢产物  19-20
    1.2.3 热激蛋白与植物耐热性的关系  20-21
    1.2.4 耐热性获得  21-22
  1.3 植物花色苷抗逆性作用的研究进展  22-26
    1.3.1 花色苷  22
    1.3.2 花色苷的作用机理  22-24
    1.3.3 花色苷对植物适应环境的意义  24-26
      1.3.3.1 提高植物对强光的适应性  24
      1.3.3.2 提高抗冻能力  24-25
      1.3.3.3 提高抗旱能力  25
      1.3.3.4 提高抗菌抗虫能力  25-26
  1.4 四季秋海棠抗性方面  26
  1.5 本课题的研究目的和意义  26-27
第二章四季秋海棠高温半致死温度测定及其高温胁迫下热害指数和相对电导率变化  27-34
  2.1 材料与方法  27-29
    2.1.1 试验材料  27-28
    2.1.2 试验设计  28
      2.1.2.1 高温半致死温度  28
      2.1.2.2 热害指数  28
      2.1.2.3 相对电导率  28
    2.1.3 测定内容和方法  28-29
      2.1.3.1 高温半致死温度测定  28
      2.1.3.2 热害指数测定  28-29
      2.1.3.3 相对电导率测定  29
    2.1.4 数据处理与分析  29
  2.2 结果与分析  29-32
    2.2.1 电解质渗出率与处理温度的关系  29-30
    2.2.2 Logistic 方程参数及半致死高温的确定  30
    2.2.3 热害指数评估分级  30-31
    2.2.4 高温胁迫对四季秋海棠不同叶色品种相对电导率的影响  31-32
  2.3 讨论与小结  32-34
第三章高温胁迫对四季秋海棠色素、光合特性和叶绿素荧光参数的影响  34-59
  3.1 材料与方法  34-37
    3.1.1 试验材料  34
    3.1.2 试验设计  34
    3.1.3 测定内容和方法  34-36
      3.1.3.1 花色苷含量及花色苷相关合成酶的测定  34-36
      3.1.3.2 叶绿素含量  36
      3.1.3.3 叶绿素荧光参数测定  36
      3.1.3.4 光合作用的测定  36
    3.1.4 数据处理与分析  36-37
  3.2 结果与分析  37-54
    3.2.1 高温胁迫对四季秋海棠花色苷含量及花色苷相关合成酶的影响  37-40
    3.2.2 高温胁迫对四季秋海棠叶绿素含量的影响  40-43
    3.2.3 高温胁迫对四季秋海棠叶绿素荧光参数的影响  43-50
    3.2.4 高温胁迫对四季秋海棠光合特性的影响  50-54
  3.3 讨论与小结  54-59
第四章高温胁迫对四季秋海棠抗氧化酶活性和抗氧化能力的影响  59-71
  4.1 材料与方法  59-61
    4.1.1 试验材料  59
    4.1.2 试验设计  59
    4.1.3 测定内容和方法  59-61
      4.1.3.1 抗氧化酶活性测定  59-60
      4.1.3.2 抗氧化能力测定  60-61
    4.1.4 数据处理与分析  61
  4.2 结果与分析  61-68
    4.2.1 高温胁迫对四季秋海棠抗氧化酶活性和可溶性蛋白的影响  61-66
    4.2.2 高温胁迫对四季秋海棠抗氧化活性的影响  66-68
  4.3 讨论与小结  68-71
第五章全文结论  71-73
参考文献  73-85
附录  85-87
作者简介  87-88
致谢  88

高温胁迫下两种叶色四季秋海棠的生理生化响应研究

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