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芦荟蒽醌类物质对增强UV辐射下植物的保护作用

作 者: 闫芝琪
导 师: 王太霞
学 校: 河南师范大学
专 业: 植物学
关键词: 紫外线 蒽醌类物质 芦荟 生长发育 植物 敏感性
分类号: X173
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 27次
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内容摘要


由于大气平流的臭氧层衰减使到达地球表面的紫外线B(UV-В)辐射增强,因此会导致植物发生一系列的生长发育以及生理生化过程的变化。为了寻求一种减弱UV-В辐射对植物造成伤害的新方法,首先运用石蜡切片技术,荧光显微镜等方法观察看到,蒽醌类物质散发荧光性质且主要分布在芦荟叶的表皮及微管束中,然后再运用植物化学的方法、薄层色谱以及高效液相色谱等的分析方法对这些芦荟蒽醌类物质进行提取与验证。本文以玉米、小麦、菠菜、莴笋为研究对象,在获得自然光的同时,进行人工增强紫外线的辐射(波长为280~320nm的紫外线灯照射),测定在增强UV-В辐射下对植物生长发育以及生理生化方面的影响。在同时人工增强UV-В辐射的条件下,对植株喷施一定稀释浓度的外源蒽醌类物质,测定在增强UV-В辐射条件下芦荟蒽醌类物质对植物的影响,探索减弱UV-В辐射对植物造成伤害的新途径。研究结果显示:1.增强UV-В辐射条件下,喷施一定稀释浓度芦荟蒽醌类物质的玉米、小麦、菠菜、莴笋,它们的同化组织细胞结构比较完整且细胞大小均匀,排列规则且紧密,微管束发育比较正常且微管束鞘细胞有序的排列在大型薄壁细胞内,与在自然光下生长的植株相比较,并没有明显的变化。但在增强UV-B辐射下,未喷施蒽醌类物质的玉米、小麦、菠菜、莴笋叶的横切面则显示,细胞数目有所减少,并且同化组织细胞排列比较疏松,而且微管束鞘发育程度降低,微管束萎缩,生长发育受到明显的抑制。实验结果证明,UV-B辐射增强对玉米、小麦、菠菜、莴笋的生长发育会造成一定的伤害,而芦荟蒽醌类物质能够通过某种方式在一定程度上减弱UV-B辐射增强对植物带来的伤害程度,对植物有一定的保护作用。2.生理生化指标的测定结果表明,在增强UV-B辐射下,与CK组相比,玉米、小麦、菠菜、莴笋叶片叶绿素含量大幅下降,而相对电导率,丙二醛含量,超氧阴离子产生速率,超氧化物歧化酶(SOD)活性,过氧化物酶(POD)活性等指标普遍升高,其中菠菜的生理生化指标变化最明显;在同时增强UV-B辐射的条件下,喷施芦荟蒽醌类物质后玉米、小麦、菠菜、莴笋叶片叶绿素含量则明显提高,而相对电导率,丙二醛含量,超氧阴离子产生速率,SOD活性,POD活性等指标则下降明显,植物的生长发育接近于正常水平。实验结果说明增强UV-B辐射能够对玉米、小麦、菠菜、莴笋的生长发育造成一定程度的伤害,并且对菠菜、莴笋、小麦、玉米的伤害作用依次减弱。说明双子叶植物比单子叶植物对增强UV-B辐射更敏感,而C3植物比C4植物对增强UV-B辐射更敏感。芦荟蒽醌类物质能够有效的减弱紫外线对植物造成伤害的程度,对植物有保护作用,并且对双子叶植物的保护效果更明显。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 前言  10-24
  1.1 UV-B 辐射增强对植物生长发育的影响  11-14
    1.1.1 UV-B 辐射增强对植物形态的影响  11-12
    1.1.2 UV-B 辐射增强对植物生理生化活动的影响  12-13
    1.1.3 UV-B 辐射增强对植物生长发育的影响  13-14
  1.2 防御UV-B 辐射增强对植物损伤的研究  14-17
    1.2.1 植物自身对增强UV-B 辐射的防御  14-15
    1.2.2 激光对 UV-B 辐射增强植物损伤的修复作用  15-16
    1.2.3 化学物质对UV-B 辐射增强植物损伤的保护作用  16-17
    1.2.4 关于UV-B 辐射增强对植物损伤方面的研究存在的不足  17
  1.3 植物对UV-B 辐射增强的敏感性  17-18
  1.4 芦荟属植物的一般形态特征及生理特性  18-19
  1.5 芦荟属植物的应用及研究现状  19-20
  1.6 芦荟的化学成分  20-22
  1.7 本研究的目的和意义  22-24
2 材料和方法  24-32
  2.1 实验材料及材料处理  24
    2.1.1 实验材料  24
    2.1.2 材料处理  24
  2.2 实验方法  24-32
    2.2.1 芦荟叶片蒽醌成分的储藏位置、提取及定性分析  24-25
    2.2.2 生理指标的测定  25-29
    2.2.3 形态结构的研究方法  29-32
3 结果与分析  32-40
  3.1 芦荟叶片蒽醌成分的储藏位置、提取及定性分析  32-34
    3.1.1 芦荟叶片荧光显微镜的观察结果  32-33
    3.1.2 薄层层析法对芦荟提取物中蒽醌类物质的观察结果  33
    3.1.3 高效液相色谱法测定蒽醌含量的结果  33-34
  3.2 芦荟蒽醌类物质对UV-B 胁迫下菠菜、莴笋、玉米、小麦的指标变化及测定结果  34-40
    3.2.1 不同处理对菠菜、莴笋、玉米、小麦叶片叶绿素含量的影响  34
    3.2.2 不同处理对菠菜、莴笋、玉米、小麦叶片相对电导率的影响  34-35
    3.2.3 不同处理对菠菜、莴笋、玉米、小麦叶片SOD 活性的影响  35-36
    3.2.4 不同处理对菠菜、莴笋、玉米、小麦叶片MDA 含量的影响  36-37
    3.2.5 不同处理对菠菜、莴笋、玉米、小麦叶片POD 活性的影响  37-38
    3.2.6 不同处理对菠菜、莴笋、玉米、小麦叶片超氧阴离子产生速率(02-)的影响  38-40
4 讨论与结论  40-46
  4.1 讨论  40-43
    4.1.1 芦荟荧光显微镜观察结果及薄层层析法对提取物中蒽醌类物质的验证  40-41
    4.1.2 UV-B 胁迫下芦荟蒽醌类物质对玉米、小麦、菠菜、莴笋解剖学结果的影响  41-42
    4.1.3 UV-B 胁迫下芦荟蒽醌类物质对玉米、小麦、莴笋、菠菜生长发育的影响  42-43
  4.2 结论  43-46
参考文献  46-58
致谢  58-60
攻读学位期间发表的学术论文  60-61

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境生物学 > 环境植物学
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