干旱条件下外源ABA提高烟草幼苗抗旱性的作用机制

摘要

外源脱落酸(ABA)对干旱胁迫下植物体具有保护作用。本研究以龙江911烟草幼苗为材料，对叶片分别喷施10、25、40μmol·L-1ABA，测定了其在不同干旱胁迫下叶片中丙二醛(MDA)、叶绿素含量;过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性;叶绿素荧光参数，叶黄素循环光化学反射指数(PRI)等指标，初步探讨了干旱下外源ABA提高烟草幼苗抗旱性的作用机制。研究结果如下:
　　1、干旱胁迫使烟草幼苗植株叶片叶绿素含量和相对含水量(RWC)下降，丙二醛含量、相对电导率、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶的活性升高，而体外喷施25μmol·L-1 ABA溶液则缓解了叶绿素和相对含水量的下降趋势;与对照组(CK)相比低浓度ABA（25μmol·L-1）处理缓解了烟草幼苗H2O2、相对电导率和MDA含量的升高趋势，而高浓度（40μmol· L-1）ABA处理对烟草幼苗并没有起到明显的保护作用。说明适宜浓度的ABA溶液具有保护烟草幼苗叶片细胞内环境稳定性的能力，能够缓解干旱胁迫对烟草幼苗的损伤，避免干旱胁迫造成的伤害。
　　2、干旱胁迫使烟草幼苗植株叶片的PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）和潜在光化学活性（Fv/ Fo）降低。随着干旱胁迫时间的延长，叶片有活性的反应中心开放程度(ψo)下降，烟草幼苗叶片的PSⅡ初级电子受体(QA)上升，表明干旱胁迫可能使光合电子传递链上的电子传递受阻。原初光化学反应的最大量子产额（ψPo）降低，单位反应中心捕获的用于电子传递的能量（ETo/RC）减少，单位反应中心耗散的能量（DIo/RC）增加，说明干旱胁迫改变了各个处理的烟草幼苗PSⅡ反应中心能的分配情况。体外喷施ABA溶液减缓了干旱胁迫对烟草幼苗光系统Ⅱ各个参数的影响，表明外源ABA溶液对烟草幼苗的光系统Ⅱ反应中心有一定的保护作用，以此来增强烟草幼苗的抗旱能力。
　　3、干旱胁迫使烟草幼苗植株的叶片实际光化学效率（ΦPSⅡ）、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qp)降低，非光化学淬灭系数(NPQ)升高，光化学反射指数(PRI)降低，表明干旱胁迫使烟草幼苗的PSⅡ反应中心发生失活，导致光能转化效率的降低和电子传递效率的降低。为防御这种伤害，烟草幼苗增强了叶黄素循环，将过剩的能量通过非辐射耗散掉。加入外源ABA后，减缓了Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR下降趋势，同时使烟草幼苗非光化学浑灭系数(NPQ)增加速率和光化学反射指数(PRI)降低速率明显大于对照组。说明了在干旱条件下经过外源ABA处理的烟草幼苗促进了叶黄素循环，从而耗散了过剩的激发能，在一定程度上提高了烟草幼苗的抗旱性。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外相关研究现状及发展趋势

1．2．1 干旱胁迫对植物生理特性的研究进展

1．2．2 植物抗旱的生理生化研究

1．2．3 干旱胁迫和光抑制

1．2．4 干旱胁迫和叶黄素循环

1．2．5 ABA与逆境胁迫

1．2．6 ABA与叶黄素循环

1．3 研究内容及目的意义

2 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗生理特性的影响

2．1 本章前言

2．2 材料与方法

2．2．1 试验材料

2．2．2 测定项目和方法

2．2．3 数据处理和分析方法

2．3 结果与分析

2．3．1 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片叶绿素含量的影响

2．3．2 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片相对含水量(RWC)的影响

2．3．3 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片MDA的影响

2．3．4 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片相对电导率的影响

2．3．5 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片抗坏血酸过氧化物酶活性的影响

2．3．6 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片H2O2含量的变化含量的影响

2．3．7 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片过氧化氢酶活性的变化

2．3．8 不同浓度外源ABA对烟草幼苗叶片膜系统抗旱性影响的比较

2．4 本章小结

3 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗光系统Ⅱ的影响

3．1 本章前言

3．2 材料与方法

3．2．1 试验材料

3．2．2 处理方法

3．2．3 测定项目和方法

3．2．4 数据处理和统计方法

3．3 结果与分析

3．3．1 叶片PSⅡ最大光化学效率和潜在光化学活性

3．3．2 叶片光合电子传递链上QA-氧化还原状态的影响

3．3．3 烟草幼苗能量分配参数的影响

3．3．4 叶片单位PSⅡ反应中心比活参数的影响

3．4 本章小结

4 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶黄素循环的影响

4．1 本章前言

4．2 材料与方法

4．2．1 试验材料

4．2．2 测定项目和方法

4．2．3 数据处理和分析方法

4．3 结果与分析

4．3．1 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片初始荧光(Fo)的影响

4．3．2 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片最大荧光(Fm)的影响

4．3．3 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv／Fm)的影响

4．3．4 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片电子传递速率(ETR)的影响

4．3．5 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片光化学淬灭系数(qp)的影响

4．3．6 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片实际光化学效率(ΦPSⅡ)的影响

4．3．7 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片PSⅡ非光化学淬灭系数(NPQ)的影响

4．3．8 干旱条件下外源ABA对烟草幼苗叶片光化学反射指数(PRI)的影响

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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