外源一氧化氮对盐胁迫下长春花生长及酚类代谢的影响研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:hmlsuper
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,全球土壤次生盐渍化范围不断扩大,程度逐渐加重,严重影响农业生产和生态环境,盐渍土的改良和植被恢复是国内外研究者关注的热点问题。一氧化氮(nitric oxide,NO)作为一种重要的信号分子,参与调控植物种子萌发、生长、发育和衰老等过程,同时在植物逆境响应中也发挥着重要作用。近年来研究表明,NO能通过改变植物代谢影响植物盐耐受性,但其调控基础还不清楚。长春花(Catharanthus roseus)因体内含有抗癌活性的生物碱类而备受关注。此外,大量研究表明长春花还富含酚类化合物,其中大部分酚类化合物因具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化等多种药理功效,现已成为新药、先导化合物和新化学实体的重要来源。已有研究证实盐胁迫和外源氮素都可促进长春花体内生物碱含量的提高,但对于同样是次生代谢产物的酚类化合物鲜有报道。本研究在外源NO供体硝普钠(sodium nitropptusside,SNP)处理NaCl胁迫下长春花生长、生理指标等分析的基础上,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)仪靶向分析NO对盐胁迫下长春花不同部位中酚类化合物组分及含量水平的变化,从代谢组水平揭示NO调控盐胁迫下酚类化合物的响应,为酚类代谢调控和NO提高长春花耐盐性机理奠定基础,并对盐碱地开发利用具有实践意义。主要研究结果如下:  (1)短时间(10d)25mM NaCl处理下长春花幼苗(木质部未分化)与对照差异不显著,甚至部分程度促进植株生长,浓度大于50mM NaCl时,与对照组差异显著,整体上看,NaCl抑制植株生长,且随着浓度的增大和时间的延长抑制效果越明显。长时间(85d)NaCl处理长春花幼苗(木质部已分化),NaCl胁迫15d内与对照相比各生长指标差异不显著,20d后开始有差异显著性。株高主要靠节数目的增加,节间距变化不明显,形成木质部的长春花幼苗,对盐胁迫有一定的抵御能力。  (2)NaCl浓度在100mM以下时,植株上、中、下叶片内脯氨酸(proline,Pro)和丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量平均值均低于对照组,叶面积、叶长、叶宽等生长指标与对照相比生长缓慢;125mM NaCl处理下Pro和MDA含量高于对照组,达到最高值,植株叶片面积、叶长、叶宽等生长指标表示明显抑制了植株生长。100-125mMNaCl浓度是严重影响植株生长的临界范围。  (3)SNP对盐胁迫下长春花种子萌发的影响实验中,50mM NaCl胁迫下的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根长、芽长均低于正常对照,盐胁迫抑制了种子萌发;0.1mM SNP有效缓解盐胁迫对长春花种子萌发的抑制作用,甚至能恢复种子正常发芽率;大于0.5mM SNP会加重盐胁迫伤害,各项发芽参数、芽长、根长等均低于盐胁迫下。NO在盐胁迫下长春花种子萌发过程中起着重要的信号调控作用,低浓度缓解盐胁迫伤害,高浓度加重胁迫伤害。  (4)外源SNP有效提高盐胁迫下长春花叶片中硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)活性,4d后NR活性达到最高值,活性变化情况为4d>5d>3d>2d>1d;0.5mM SNP处理条件下NR活性最高,其中0-0.5mM SNP提升NR作用显著,1.0-2mMSNP作用下降。0.1mM SNP促进了Pro含量积累,降低了盐胁迫导致的MDA含量上升,可溶性糖含量达到最高,有效缓解盐胁迫引起的伤害,增强植株的耐盐性。  (5)SNP对盐胁迫下木质部成熟的长春花植株在生长指标上缓解效果不显著,其中125μM SNP明显抑制株高生长,且株高的改变主要靠降低节的个数来完成的,同时基茎明显增粗,植物靠降低高度增加茎粗度来提高对外界胁迫的抵御。NO作为一种信号分子参与调节气孔运动,SNP处理盐胁迫下长春花叶片下表皮气孔数量和开放数量增多,施加次数增多,变化幅度加大,0.1mMSNP处理气孔数量增加幅度最大。  (6)采用LC-MS技术分析SNP对盐胁迫下长春花根、茎、叶、花四个部位酚类物质种类和含量变化,鉴定出18种酚类物质和L-苯丙氨酸,按照化学结构式把18种酚类物质分成C6C1酚类5种:香草酸、对羟基苯甲酸、丁香酸、原儿茶酸、没食子酸;C6C3酚类5种:对羟基肉桂酸、绿原酸、阿魏酸、肉桂酸、对香豆酸;C6C3C6(黄酮类化合物)8种:染料木素、木犀草苷、柚皮素、槲皮苷、杨梅苷、槲皮素、山柰酚、芦丁。其中槲皮素、绿原酸、原儿茶酸是长春花体内主要酚类物质,在不同部位中均有存在。  (7)不同浓度SNP处理后长春花不同器官酚类化合物响应积累呈现出明显不同的变化。根和茎中积累较多的小分子酚酸类化合物,而叶片以及花中则表现为C3C6C3型酚类化合物的明显富集,相比之下,根和茎中酚类化合物对盐胁迫及SNP处理的响应更敏感一些。  (8)酚类化合物在不同部位的分布明显不同,其中C6C3C6结构的黄酮类化合物在根、茎、叶、花中组成和相对含量差异较大,茎中8种黄酮类物质均有检出,而叶片中染料木素、木犀草苷、柚皮素和槲皮苷均未检出。槲皮素在不同部位相对含量均为最高,盐胁迫下茎、叶中含量上升,根和花中下降。  (9)75μM SNP(3#)下植株没有开花,该处理组C6C1酚类化合物在叶中有香草酸和丁香酸出现,而其他开花植株叶片中未出现,酚类与植物成花的内在关系密切。
其他文献
我国是水资源严重匮乏的国家,但是长期以来,由于对植物的内在耗水规律缺乏系统了解,现有的水分管理存在很大的盲目性,管理水平粗放,以致每年林木的养护都需要消耗大量的水资
2013年12月1日-2014年2月1日,以上海动物园内的11只山魈(Mandrillus sphinx)为研究对象,分为2组做发酵床丰容对照实验,实验组A组山魈4只,对照组B组山魈7只,分析了发酵床垫料对圈养
森林凋落物是森林生态系统养分归还的主要形式,凋落物分解过程中的养分释放,对维持土壤肥力、保持植物再生长养分的可利用性,促进生态系统正常的物质循环和养分平衡发挥着重
【摘要】科学的利用电教媒体,要立足常规教学,创设情境,提高教学效率,克服教学的难点,加速知识掌握的进程。  【关键词】初探 作用 思考 经验 适时 适当 适量  【中图分类号】G431【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)04-0126-01  教育要面向未来,未来的社会将是一个科学高速发展的信息社会,知识信息量膨胀,知识更新周期短,课堂教学改革成为众所周知的电教媒体,作为一
森林是生活中功能最完善的基因库、资源库、能源库和蓄水库,它对人类社会经济的可持续发展有着非常重要的意义。而森林火灾是林业灾害之中的一种自然灾害,严重的影响着社会经
【摘要】随着数学教育改革的不断深入,关于“数学思想方法”的探索已引起了数学教育工作者的关注, 中学数学思想方法与教学研究一直都是很多一线教师和家长最热衷讨论的问题。笔者根据自己的教学实践和教学研究,尝试对这一问题进行深入的分析和探讨,力求能够为本领域的研究尽自己的一些力量。  【关键词】中学数学 思想方法 教学研究  【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2
【摘要】分析了信息管理与信息系统专业《软件工程》课程在教学过程中存在的问题,结合信息管理与信息系统专业和软件工程课程的特点,从教学定位、课程体系设置、教师能力、教学资源、教学内容和方法、学生考核机制等方面提出了改进课程教学的若干措施。  【关键词】信息管理与信息系统 软件工程 应用型本科 教学探讨  【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)04-0131-0
唐菖蒲(Gladiolus hybridus Hort.)是鸢尾科唐菖蒲属多年生球根花卉,是享誉世界的四大切花之一,在各国鲜切花生产及消费中处于举足轻重的地位。唐菖蒲虽然生长健壮,但耐寒力较
【摘要】多媒体信息技术能使文字、图像、声音、动画等多种信息资料有机组合,能做到图文并茂、声情并茂。在教学中运用多媒体创设情境,充分发挥其功能,则有利于激发学生的学习兴趣,还有利于学生的自主探究,激活课堂思维,起到化难为易和扩大练习容量等作用,这样有效提高课堂教学效率。  【关键词】多媒体 创设情境 提高 效率  【基金项目】广东省教育科研“十二·五”规划2012年度研究项目,“广东省教育科学规划课
【摘要】数学是目前高中学生感到最难学的一门课程。与其它科目比较,高中数学毕业会考成绩合格率明显偏低,会考数学平均成绩较其它科目也低了好几十分。究其原因,主要是数学自身灵活多变,逻辑严密,系统性很强的特点,使很多学习上欠主动、学习动机不明确的学生一进入高中阶段的学习后,虽勉强听得懂,但记不住,用不活,只会效仿例题,只会一招一式,不能举一反三,学习效率低,导致成绩提不高。本着相互学习,现就如何教好高中
期刊