盐胁迫下植物组织中甜菜碱和脯氨酸变化的研究

摘要

土壤盐渍化是一个全球性的资源和生态问题,己成为限制世界和中国农业生产的主要因素之一.在耕地有限、人口不断增长的今天,开发和有效利用盐渍化土壤具有重要的现实意义,其中生物改良方法成为经济和有效的途径,揭示植物耐盐机理的研究成为生物改良方法的基础.该试验通过研究甜菜碱和脯氨酸在植物体内的含量变化以及和植物耐盐性的相互关系,建立植物耐盐性鉴定检测模式,为辅助农业种质资源鉴定、耐盐品种培育和耐盐基因的分离克隆提供依据.试验中盐胁迫处理了5种植物9种试材,发现它们的耐盐性表现不同,按耐盐性由高到低排列为:碱蓬,甜菜和野大麦,耐盐小麦SW12,普通大麦条山,普通小麦宁春4号,盐敏感小麦中国春,耐盐大豆中野1号和盐敏感大豆Jackson.该研究建立了选择性强、灵敏度高的高效液相色谱-电喷雾质谱(HPLC-ESI-MS)联用技术分析盐胁迫下植物组织中的甜菜碱和脯氨酸方法.利用该方法一次性分析了甘氨酸甜菜碱、β-丙氨酸甜菜碱、葫芦巴碱、脯氨酸甜菜碱、4-羟脯氨酸甜菜碱和脯氨酸等6种化合物,获得了较理想的定性、定量分析数据.运用HPLC-ESI-MS技术对盐胁迫下5种植物组织中甜菜碱和脯氨酸的含量进行分析.方差分析结果显示:5种植物组织中甜菜碱含量存在差异,且达到极显著水平(α=0.01),叶中甜菜碱含量最高为11477.4μg/gFW,最低为32.7μg/gFW;根中甜菜碱含量最高为3237.9μg/gFW,最低为0.3μg/gFW;甜菜碱含量多重比较(α=0.01:T=2.59)结果显示:甜菜碱的含量碱蓬>野大麦>甜菜>耐盐小麦SW12>普通小麦宁春4号>普通大麦条山>盐敏感小麦中国春>耐盐大豆中野1号>盐敏感大豆Jackson,结果表明盐胁迫下甜菜碱的含量与5种植物的耐盐性呈正相关,与同一作物不同品种的耐盐性也呈正相关.这与5种植物耐盐性鉴定的结果相一致,说明植物甜菜碱是植物体内抵御外界盐胁迫的渗透调节物质之一,其含量和变化与植物盐胁迫密切相关,可以作为植物耐盐性鉴定的生化指标.盐胁迫下5种植物组织中的脯氨酸含量和变化方差分析结果显示:脯氨酸含量在5种植物之间没有规律,与植物耐盐性的高低无关,与材料的实际耐盐鉴定结果也不吻合.因此,盐胁迫下植物组织中脯氨酸含量不能作为植物耐盐性鉴定的生化指标,但可以作为一种盐胁迫的伤害指标,有一定的参考价值.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和关于论文使用授权的声明

第一章引言

1.1植物耐盐研究的重要性

1.2影响植物耐盐性的因素

1.3甜菜碱与植物的耐盐性

1.3.1甜菜碱的理化性质

1.3.2甜菜碱的代谢途径

1.3.3甜菜碱的耐盐机理

1.4脯氨酸与植物的耐盐性

1.4.1脯氨酸的理化性质

1.4.2植物中脯氨酸的代谢

1.4.3脯氨酸的生理作用

1.5研究甜菜碱和脯氨酸的方法和进展

1.6本研究的目的

第二章材料与方法

2.1材料

2.2方法

2.2.1试验设计

2.2.2盐胁迫处理

2.2.3甜菜碱和脯氨酸的提取

2.2.4甜菜碱和脯氨酸的检测

2.2.5数据的收集与分析

第三章结果与分析

3.1甜菜碱和脯氨酸检测方法的建立

3.2结果与数据分析

3.2.1碱蓬

3.2.2甜菜

3.2.3大麦

3.2.4小麦

3.2.5大豆

3.2.6五种植物方差分析结果

第四章讨论

4.1植物的耐盐性鉴定

4.2甜菜碱和脯氨酸检测方法的建立

4.3五种植物组织中甜菜碱和脯氨酸

4.4甜菜碱和脯氨酸的变化率

4.5甜菜碱与植物的耐盐性

4.6脯氨酸与植物的耐盐性

4.7小节

参考文献

附录：发表论文

利用水稻功能基因SSR标记鉴定水稻种质资源

盐胁迫下植物组织中甜菜碱和脯氨酸的HPLC-ESI-MS分析

盐胁迫下小麦组织中甜菜碱和脯氨酸含量的变化

致谢

简历