外源氮含量和形态对长春花响应盐胁迫的影响

摘要

外源氮的浓度和形态及盐胁迫对植物的生长、光合作用以及各种生理指标有重要影响。长春花(Catharanthus roseus(L.)G.Don)是一种重要的药用植物，其体内含有100多种吲哚生物碱，其中文多灵(Vindoline)、长春质碱(vinblastine)和长春碱(vinblastine)是重要的抗癌药物，但其在植物体内含量极其微少。本文研究不同氮源条件对长春花幼苗进行处理后，三种生物碱的变化情况，旨在揭示氮源与次生代谢产物生物碱合成之间的关系，为提高生物碱的产量开辟新途径并提供理论依据。结果如下：
　　1.氮代谢已经引起了广泛的注意，硝酸盐是主要的氮源，外源NO3-能够诱导植物体内的硝酸还原酶（NR）的活性，降低植物体内的C/N比，促进含氮化合物如生物碱的合成和积累。本实验对长春花幼苗的培养土壤中施加外源NO3-，结果根中与叶片中的NR活性都有所提高，而且用浓度为0.12mM的NO3-溶液进行处理比浓度为18mM的NO3-溶液影响要显著，比较根中和叶片中NR的活性，叶片中提高的幅度较大，说明更多的NO3-是被运输到地上部分的组织中被同化的。对比氮代谢，我们同时测定了叶片中蔗糖的含量以说明碳、氮代谢之间的关系，在外施处理后的6h内蔗糖含量低于对照水平，之后又升高至对照水平，说明外源NO3-在初始阶段抑制了碳代谢过程，而后又有所恢复。叶片中长春碱的检测显示，浓度为0.12mM的NO3-溶液显著诱导生物碱在处理后的2h时含量增加。
　　2.对营养液中不同氮素形态对长春花的生长和碳氮代谢情况进行了测定。叶片的鲜重和干重在75％铵态氮时均显著增加。增加硝态氮和铵态氮的比例都会使长春花叶片的光合作用降低，只有50％ NO3-+50％ NH4+为氮源时光合作用最高。可溶性糖如蔗糖和葡萄糖在50％ NO3-+50％ NH4+为氮源时均达到最高水平，但果糖与其它氮源相比含量最低。GS活性随着铵离子的增加而下降，但谷氨酸为氮源时含量增加。适量的铵态氮有利于长春质碱和长春碱的积累，过量的铵态氮有利于文多灵的积累。
　　3.盐渍化是影响土地生产力的重要障碍因子，长春花的生长受到盐胁迫的限制但是氮源有可能缓解盐胁迫对长春花的胁迫。我们对不同氮素条件下长春花抵抗盐胁迫生长和体内可溶性糖、游离氨基酸、铵代谢酶等进行了研究。盐胁迫条件下长春花鲜重和干重增加但是SLA、LMR、SMR均下降。Shoot/root在抵抗盐胁迫时每一种氮源条件下均显著降低。长春花生长的不同源于光合的不同。NR、GS和GDH在100％NO3-为氮源时盐胁迫条件下均有所增加，但GDH在25％ NO3+75％ NH4+为氮源盐胁迫条件下活性降低。总之混合氮源可以减少盐胁迫对长春花的伤害。这种作用可能和氮代谢过程中关键酶活性的增加有关，特别是和铵代谢有关的酶，适量的铵离子可以节省植物代谢硝态氮的能量。长春质碱在盐胁迫条件下除谷氨酸为氮源时含量均增加。

目录

摘要

1 绪论

1．1 氮在植物体内的生理生态学作用研究现状

1．2 氮素利用机理极其对植物生长发育的影响

1．2．1 植物对氮素的吸收

1．2．2 氮素在植物中的代谢过程

1．2．3 不同外源氮浓度对植物的影响

1．2．4 混合氮源对植物产生的影响

1．3 外源混合氮和盐胁迫相结合对植物产生的影响

1．4 长春花筒介

1．5 研究的目的及意义

2 材料和方法

2．1 实验材料

2．2 实验内容及测定方法

2．2．1 光合特性和叶绿素含量的测定

2．2．2 游离氨基酸含量的测定

2．2．3 可溶性糖含量的测定

2．2．4 初级氮代谢关键酶活性的测定

2．2．5 三种生物碱的测定

2．2．6 形态学参数的设定及取样方法

3 不同浓度NO3-对长春花幼苗中长春碱代谢的影响

3．1 实验材料

3．2 结果与讨论

3．2．1 外源NO3-对长春花中NR活性的影响

3．2．2 外源NO3-处理对长春花中蔗糖含量的影响

3．2．3 外源NO3-处理对长春花中长春碱含量的影响

3．3 小结

4 不同氮素形态对长春花的影响

4．1 实验设计与材料

4．2 结果与讨论

4．2．1 外源不同形态氮素对长春花形态指标的影响

4．2．2 外源不同形态氮素对长春花光合生理特性

4．2．3 外源不同形态氮素对长春花体内可溶性糖含量的影响

4．2．4 外源不同形态氮素对长春花体内初级氮代谢酶的影响

4．2．5 外源不同形态氮素对长春花体内游离氨基酸含量的影响

4．2．6 外源不同形态氮素对长春花体内三种生物碱含量的影响

4．3 小结

5 不同形态氮素处理条件下长春花幼苗抵抗盐胁迫的生理生态学研究

5．1 实验设计与材料

5．2 结果与讨论

5．2．1 外源不同形态氮素条件下长春花抗盐胁迫的形态学指标

5．2．2 外源不同形态氮素条件下长春花抵抗盐胁迫的光合生理特性

5．2．3 外源不同形态氮素条件下长春花体抵抗盐胁迫体内可溶性糖含量变化

5．2．4 外源不同形态氮素条件下长春花抵抗盐胁迫体内初级氮代谢酶的变化

5．2．5 外源不同形态氮素条件下长春花抵抗盐胁迫体内游离氨基酸含量变化

5．2．6 外源不同形态氮素条件下长春花抵抗盐胁迫体内三种生物碱含量变化

5．3 小结

结论

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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