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芍药耐热生理机制的初步研究

作　者: 韩晨霞
导　师: 陶俊
学　校: 扬州大学
专　业: 果树学
关键词: 芍药耐热遮荫生理结构热激蛋白
分类号: S682.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

芍药(Paeonia lactiflora Pall.)是我国传统名花之一,距今已有4000多年的栽培历史。芍药品种众多,花大色繁,观赏价值高,被广泛应用于园林景观的营造。芍药喜温怕热,我国南方地区夏季的强光和高温使芍药的生长受到严重影响,并逐渐萎蔫死亡,影响其观赏效果。因此评价鉴定芍药种质的耐热性,筛选耐热芍药资源,研究其耐热机理及运用有效措施减少热害症状,是当前芍药栽培中急需解决的问题。本文调查了30个芍药品种的耐热性差异,分析了相对电导率、SPAD、光合速率、蒸腾速率、叶片厚度、栅栏组织/海绵组织、气孔密度、株高、冠幅、最大叶长和最大叶宽等指标与热害指数的相关性,并从形态、生理与分子生物学水平上探讨了不同品种耐热性差异的内在机制,及其遮阴处理延缓高温伤害的影响机制。主要研究结果如下：1、通过对不同芍药品种调查分析,鉴定出耐热性较强的品种有‘红绫簪’、‘碧天晴空’、‘紫凤羽’、‘粉兰楼’等,其热害指数分别为0.20、0.22、0.24、0.30；热敏感品种有‘粉荷飘香’、‘鹤望兰’、‘粉玉珑’、‘大富贵’等,其热害指数分别为0.97、0.95、0.92、0.92。对不同芍药品种的热害指数及相关指标进行逐步回归分析,得出耐热指数与相对电导率、光合速率及SPAD存在极显著相关性,三个指标对热害指数的校正决定系数达到0.84。2、在高温条件下,耐热性强的‘紫凤羽’细胞中出现较大的脂质颗粒,有的叶绿体膜变得模糊,但其细胞结构仍较完整,而耐热性弱的‘红艳争辉’中几乎没有完整的细胞结构,分布大量的脂质球体,叶绿体中基粒片层排列紊乱,有的叶绿体膜已分解,基质、基粒片层外泄。生理生化分析表明,‘紫凤羽’叶片中MDA含量增加相对缓慢,仅是‘红艳争辉’的37%,而SOD、POD和CAT的活性高于后者,分别是‘红艳争辉’的1.08、1.34和1.71倍；‘紫凤羽’的光合色素含量高于‘红艳争辉’,差异达到显著性,其中叶绿素、类胡萝卜素分别是后者的1.98和1.61倍,光合速率也高于后者；‘紫凤羽’叶片中HSP60、HSP70和HSP90的相对表达水平也均高于‘红艳争辉’,分别是后者的1.46、1.17和2.02倍。在高温条件下,耐热性强的芍药品种能够调控自身保护酶系统保持较高活性及热激蛋白的高水平表达,有效清除体内活性氧,降低膜脂过氧化,减少高温伤害。3、在高温条件下,遮荫处理使得‘大富贵’MDA含量增加缓慢,仅为对照(全光照)植株的53%；SOD和POD活性也显著高于对照,分别为后者的1.62和1.61倍；光合色素含量降低幅度显著小于对照,其叶绿素和类胡萝卜素含量分别为对照植株的3.21和1.21倍,光合速率是后者的1.38倍；遮荫处理对不同类型热激蛋白产生的影响并不一致,其中HSP60相对表达水平显著低于对照,仅为对照的47%,而HSP70和HSP90的相对表达水平分别为对照的2.63和1.26倍。遮荫处理下芍药植株的细胞结构受热害影响变小,虽然叶绿体趋于变圆,有的叶绿体膜变模糊,但与对照相比,细胞中脂质球体的数量少、体积小,基粒片层排列整齐。遮荫处理提高了芍药植株的保护酶活性及特异热激蛋白的相对表达水平,减少了细胞中活性氧的积累及高温对细胞结构及光合色素的破坏,能够有效减少高温对芍药的热伤害,延缓植株衰老死亡。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-11
缩略词表  11-12
第一章文献综述  12-21
  1 植物抗热机理研究进展  12-17
    1.1 高温对植物形态结构的影响  12-13
    1.2 高温对植物膜系统的影响  13-14
    1.3 高温对植物保护酶活性的影响  14
    1.4 高温对植物体内可溶性蛋白含量的影响  14-15
    1.5 高温对植物体内可溶性糖含量的影响  15
    1.6 高温对光合作用的影响  15-16
    1.7 高温对植物超微结构的影响  16-17
    1.8 高温对植物细胞中热激蛋白的影响  17
  2 植物耐热性调控研究进展  17-20
    2.1 栽培措施与植物耐热性  17-18
    2.2 化学措施与植物耐热性  18-19
    2.3 基因工程与植物耐热性  19-20
  3 研究目的及意义  20-21
第二章芍药种质资源耐热性的鉴定和评价  21-31
  1 材料与方法  21-23
    1.1 材料  21-22
    1.2 方法  22-23
  2 结果与分析  23-29
    2.1 芍药品种间耐热性及其形态、生理指标的差异分析  23-27
    2.2 芍药品种耐热性与形态、生理指标的相关性分析  27-28
    2.3 芍药品种耐热性与形态、生理指标的逐步回归分析  28-29
  3 讨论  29-31
第三章不同芍药品种耐热性差异的生理机制  31-48
  1 材料及方法  31-35
    1.1 材料  31-32
    1.2 方法  32-35
  2 结果与分析  35-45
    2.1 高温对芍药‘紫凤羽’和‘红艳争辉’MDA含量的影响  35-36
    2.2 高温对芍药‘紫凤羽’和‘红艳争辉’保护酶活性的影响  36-37
    2.3 高温对芍药‘紫凤羽’和‘红艳争辉’可溶性糖、可溶性蛋白含量的影响  37-39
    2.4 高温对芍药‘紫凤羽’和‘红艳争辉’光合作用的影响  39-42
    2.5 高温对芍药‘紫凤羽’和‘红艳争辉’超微结构的影响  42-44
    2.6 高温对芍药‘紫凤羽’和‘红艳争辉’热激蛋白表达的影响  44-45
  3 讨论  45-47
    3.1 芍药在高温下抗氧化系统的变化  45-46
    3.2 芍药在高温下光合速率及光合色素含量的变化  46
    3.3 芍药在高温下叶片细胞超微结构的变化  46-47
    3.4 芍药在高温下热激蛋白表达的变化  47
  4 小结  47-48
第四章遮荫处理对芍药耐热性的影响  48-61
  1 材料与方法  48-49
    1.1 材料  48
    1.2 方法  48-49
  2 结果与分析  49-58
    2.1 遮荫处理对芍药‘大富贵’MDA含量的影响  49-50
    2.2 遮荫处理对芍药‘大富贵’保护酶活性的影响  50-51
    2.3 遮荫处理对芍药‘大富贵’可溶性糖、可溶性蛋白含量的影响  51-52
    2.4 遮荫处理对芍药‘大富贵’光合作用的影响  52-55
    2.5 遮荫处理对芍药‘大富贵’超微结构的影响  55-57
    2.6 遮荫处理对芍药‘大富贵’热激蛋白表达的影响  57-58
  3 讨论  58-60
    3.1 遮荫对芍药膜系统和保护酶的影响  58
    3.2 遮荫对芍药光合生理的影响  58-59
    3.3 遮荫对芍药细胞超微结构的影响  59
    3.4 遮荫对芍药热激蛋白表达的影响  59-60
  4 小结  60-61
参考文献  61-70
致谢  70-71
攻读学位期间发表的学术论文  71-72

芍药耐热生理机制的初步研究

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