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臭氧胁迫对大豆叶片抗坏血酸—谷胱甘肽循环的影响
作 者: 王俊力
导 师: 赵天宏
学 校: 沈阳农业大学
专 业: 生态学
关键词: 臭氧胁迫 活性氧 AsA-GSH循环 大豆
分类号: S565.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
由于城市化的加剧导致近地面臭氧(O3)浓度日益增加,对植物生长和生态系统的功能产生了显著影响,因此准确评估近地层O3浓度升高对植物的影响具有重要意义。本文利用开顶式气室(Open-top chamber,简称·OTCs),研究分析了O3浓度升高(80±10 nL·L-1和110±10 nL·L-1)对大豆(Glycine max)膜脂过氧化程度、活性氧(ROS)代谢、抗氧化防御酶系统及抗坏血酸(AsA)—谷胱甘肽(GSH)循环的影响,探讨了模拟03胁迫下大豆抗氧化系统AsA-GSH循环清除活性氧的机制及其对植株生发育的影响,为从分子水平研究植物对03胁迫的适应机制奠定基础。结果表明:在整个生育期内,与对照相比,(80±10)nL·L-1和(110±10)nL·L-1O3可以使大豆叶片丙二醛(MDA)含量、相对电导率增大,超氧阴离子(O2-)产生速率、过氧化氧(H202)含量升高,这说明高浓度03胁迫可使大豆叶片膜质过氧化程度加剧,ROS积累增多,表明高浓度O3已经对叶片细胞中的膜系统产生了伤害,并且O3浓度越高,对大豆的伤害作用越明显。03胁迫使抗氧化酶系统的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性减弱。除在分枝期高浓度O3处理植株的SOD活性有短期升高外,其余各时期,高浓度03处理植株的SOD活性均低于CK。高浓度03使大豆叶片中CAT活性和POD活性显著下降。总体上说,O3胁迫对大豆叶片抗氧化酶系统活性总体表现为伤害作用,并且03浓度越高,伤害作用越明显。在AsA-GSH循环中,03胁迫使AsA、GSH含量减少,脱氢抗坏血酸(DHA)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量增加,过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性呈现出前期增强后期减弱趋势,而脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性呈现出增强-减弱-增强的趋势。总AsA含量与AsA含量的变化趋势一致,而总GSH含量与GSH含量的变化趋势一致。在各时期,随着03浓度升高,AsA/DHA比值和GSH/GSSG比值都呈现出下降趋势,说明03胁迫降低了大豆叶片AsA-GSH循环的氧化还原效率,使其抗氧化能力下降。O3胁迫对大豆的籽粒产量影响明显。高浓度O3胁迫下,大豆的单株粒数、单株粒重、百粒重和单株荚数与对照相比均下降,并且O3浓度越高,下降幅度越大。O3胁迫条件下的大豆籽粒产量与CK达到显著差异。以上结果说明,O3浓度升高促进了大豆叶片ROS的代谢速率,降低了抗氧化酶系统的活性和AsA-GSH循环效率,表明抗氧化系统不能长时间忍受高浓度03带来的氧化伤害,从而使膜脂过氧化程度加重,导致大豆籽粒产量的降低,对大豆表现为伤害效应。总体上来说,03浓度越高,03胁迫对大豆抗氧化系统的伤害作用越明显。
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全文目录
摘要 8-10英文摘要 10-121 前言 12-24 1.1 研究背景与立题依据 12-13 1.1.1 臭氧胁迫背景 12 1.1.2 依据与意义 12-13 1.2 活性氧与抗氧化系统 13-16 1.2.1 活性氧 13-14 1.2.2 抗氧化防御酶系统 14 1.2.3 抗坏血酸—谷胱甘肽循环 14-16 1.3 国内外研究进展 16-22 1.3.1 臭氧胁迫对植物膜脂过氧化的影响 16 1.3.2 臭氧胁迫对植物活性氧含量的影响 16-17 1.3.3 臭氧胁迫对抗氧化防御酶系统的影响 17-18 1.3.4 臭氧胁迫对植物AsA-GSH循环的影响 18-19 1.3.5 其他逆境对植物AsA-GSH循环的影响 19-21 1.3.6 臭氧胁迫对植物生物量和产量的影响 21-22 1.4 研究展望 22-242 材料与方法 24-30 2.1 试验材料 24 2.2 试验设计 24 2.3 测定指标与方法 24-28 2.3.1 膜脂过氧化程度的测定 24-25 2.3.2 活性氧自由基产生速率和含量 25 2.3.3 抗氧化防御酶系统活性的测定 25-26 2.3.4 AsA-GSH循环的测定 26-27 2.3.5 产量构成因子的测定 27-28 2.4 数据处理 28-303 结果与分析 30-42 3.1 臭氧胁迫对大豆叶片膜脂过氧化程度的影响 30-31 3.2 臭氧胁迫对大豆叶片活性氧含量的影响 31-32 3.3 臭氧胁迫下大豆叶片MDA、膜透性、O_2~-和H_2O_2相关分析 32-33 3.4 臭氧胁迫对大豆叶片抗氧化防御酶系统活性的影响 33-34 3.5 臭氧胁迫对大豆叶片AsA-GSH循环的影响 34-39 3.5.1 AsA-GSH循环中抗氧化物质含量 34-38 3.5.2 AsA-GSH循环中抗氧化酶活性 38-39 3.6 臭氧胁迫对大豆籽粒产量的影响 39-424 讨论与结论 42-52 4.1 讨论 42-47 4.1.1 臭氧胁迫对大豆叶片活性氧代谢的影响 42-43 4.1.2 臭氧胁迫对大豆叶片抗氧化防御酶系统活性的影响 43-44 4.1.3 臭氧胁迫对大豆叶片AsA-GSH循环的影响 44-46 4.1.4 臭氧胁迫对大豆籽粒产量的影响 46-47 4.2 结论 47-52参考文献 52-60附录 60-61致谢 61-62攻读学位期间发表的学术论文 62
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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 油料作物 > 大豆
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