长春花幼苗生理代谢对铜胁迫的响应特点及其受乙烯调控的研究

摘要

本论文以药用植物长春花为实验材料，设置不同浓度的外源铜、乙烯条件，对其初生代谢、Cu的富集和转运、抗氧化系统以及次生代谢等方面进行初步研究，为进一步研究长春花响应外源铜胁迫以及在此基础上研究外源乙烯的调控作用提供参考依据，并且验证长春花是否可以作为一种新的Cu超富集植物。
　　1.铜胁迫条件下长春花初生代谢主要表现为低促高抑的现象，即当铜胁迫浓度较低时有利于长春花的生长，体现在植株地上部分生长旺盛，而叶绿素含量减少导致光合作用减弱，对植株根部有轻微的伤害，但长春花根部表现出较强的耐受性;在铜胁迫条件下加入外源乙烯后，缓解了铜对长春花植株的伤害，主要表现在生长量有所增加，叶绿素含量增加导致光合作用增强，对植株根部有明显伤害，但是长春花根部表现出一定的耐受性和适应性，虽然有一定的伤害作用但生长较好。
　　2.药用植物长春花在铜胁迫条件下根部对Cu有着较强的富集能力，并且Cu在长春花植株体内由成熟组织向幼嫩组织转运率较高;而在铜胁迫处理条件下加入外源乙烯后，明显抑制了长春花的根部对Cu的富集能力，同时也抑制了Cu在其它各组织部位间的转运。也就是说加入乙烯后减轻了外源铜对长春花植株的伤害，可以作为铜胁迫条件下长春花植株的一种有效的解毒剂。
　　3.药用植物长春花响应铜胁迫条件下植株H2O2含量增高，MDA、可溶性糖含量在根中较低，并且随着外源铜处理浓度的增加而下降，呈负相关;而叶片中MDA、可溶性糖含量较高，并随着外源铜处理浓度的增加逐渐升高。而植株自身产生抗氧化酶如CAT、POD、SOD等来抵抗外界的胁迫作用，表现为根部CAT、POD活性随着外源铜处理浓度的增加而先增加再减少，SOD活性随着铜处理浓度的增加而增加。在铜胁迫的基础上加入外源乙烯后缓解了Cu对长春花植株的伤害，在一定程度上表现出较好的解毒作用。
　　4.长春花植株生物碱含量变化符合一般生物碱的变化规律:幼嫩组织中含量较高，随着组织逐渐成熟，含量逐渐降低，以最大效率维持植物正常的发育和生长。分析不同叶位叶片中生物碱的含量变化得出:长春花叶片中文多灵和长春质碱含量较高，并且上部幼嫩叶片中这两种生物碱含量最高。而外源铜和乙烯处理长春花幼苗可以促进长春花吲哚生物碱含量的提高，同时也提高了长春花生物合成途径中多个关键酶基因，从而更好地促进了文多灵的合成，并且促进了文多灵和长春质碱合成长春碱，从而提高了长春花吲哚生物碱的含量，其中长春碱含量的提高最为显著。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究进展

1．2．1 重金属污染及植物耐受机制的研究现状

1．2．2 长春花的生物学特性及研究现状

1．2．3 Cu在植物中的生理作用

1．2．4 乙烯在植物中的生理作用

1．3 研究思路

1．4 研究内容

2 长春花幼苗响应铜胁迫条件下的初生代谢及乙烯的调控作用

2．1 实验设计与实验方法

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验设计

2．1．3 长春花生长量的测定

2．1．4 长春花气体交换参数的测定

2．1．5 长春花光合色素含量的测定

2．2 结果分析

2．2．1 铜胁迫对长春花初生代谢的影响

2．2．2 乙烯对铜胁迫下长春花初生代谢的调控

2．3 本章小结

3 长春花幼苗响应铜胁迫下Cu富集、转运及乙烯的调控作用

3．1 实验设计与实验方法

3．2 结果分析

3．2．1 长春花响应铜胁迫条件下植株对Cu的吸收和转运

3．2．2 乙烯对长春花幼苗在铜胁迫下植株对Cu吸收和转运的调控

3．2．3 长期铜胁迫对长春花植株根、茎以及不同叶位的Cu吸收积累

3．3 本章小结

4 长春花幼苗响应铜胁迫条件下植物耐受性的变化及乙烯的调控作用

4．1 实验设计与试验方法

4．1．1 抗氧化酶类活性含量测定方法

4．1．2 过氧化氢活性含量测定方法

4．1．3 MDA、可溶性糖含量测定方法

4．2 结果分析

4．2．1 长春花幼苗响应外源Cu胁迫下植株耐受性变化

4．2．2 乙烯对长春花响应外源Cu胁迫下植株耐受性变化的调控

4．3 本章小结

5 长春花幼苗响应铜胁迫条件下次生代谢的变化以及乙烯的调控作用

5．1 实验设计与实验方法

5．1．1 实验材料

5．1．2 实验设计

5．2 结果分析

5．2．1 长春花生物碱响应不同浓度外源铜胁迫的响应

5．2．2 铜胁迫条件下长春花生物碱合成基因相对表达量

5．2．3 长春花响应外源铜胁迫不同叶位中生物碱含量的比较以及乙烯的调控

5．2．4 长春花响应外源铜胁迫根中生物碱含量的比较以及乙烯的调控

5．2．5 长春花响应不同胁迫下生物碱合成基因相对表达量

5．3 本章小结

6 结论

6．1 长春花幼苗响应铜胁迫条件下的初生代谢及乙烯的调控作用

6．2 长春花幼苗响应铜胁迫条件下Cu富集、转运及乙烯的调控作用

6．3 长春花幼苗响应铜胁迫条件下植株耐受性变化及乙烯的调控作用

6．4 长春花幼苗响应铜胁迫条件下次生代谢的变化及乙烯的调控作用

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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