不同冬小麦品系幼苗期对临时UV-B辐射的差异性研究

摘要

UV-B辐射增强,会对植物产生负面影响,导致体内产生大量活性氧自由基(ROS),并导致DNA、膜脂等生物大分子的损伤,最终造成植物生长受到抑制,植株变矮,分蘖变少,生物量减少及产量下降。植物在长期的进化过程中,对UV-B辐射形成了一定的适应性,如紫外吸收物质含量的增加、抗氧化物质含量的提高、活性氧清除酶活性的增加等。UV-B对植物的负的生物学效应已属公认,但是UV-B促进生长等正的生物学效应尚无报道。
　　在前期工作中,比较了生长受长期UV-B辐射促进的抗性材料119和生长受抑制的敏感材料76在生物量、光合作用等相关指标、UV吸收物质和ROS代谢方面的差异。结果表明,119与76产生抗性差异的主要原因是ROS代谢上存在的差异造成的。在抗性品系119的UV-B胁迫应答过程中ABA起到了重要作用。但是上述生长受UV-B促进的以及受UV-B抑制的冬小麦材料对短至几个小时的UV-B处理的应答机制是否与长期处理相同,这方面的研究尚属空白,需要开展。
　　本研究用反复筛选到的,在幼苗期生长受一定强度UV-B辐射促进的冬小麦抗性品系农大6081(代号119)和受抑制的冬小麦敏感品系9305031-2(代号76)为材料,在出苗后进行临时UV-B照射,比较了两个材料在光合作用相关指标、UV吸收物质、膜的透性、以及 H2O2积累与清除能力等指标间的差异。结果表明,待幼苗第二叶展开时用70μW·cm-2UV-B处理6h,导致119和76的生理指标均受到不同程度的影响,其中抗性品系119的花青素、类胡萝卜素、UV吸收物质、可溶性蛋白含量、膜的完整性、活性氧清除酶活性等指标受到UV-B的促进,而等量的UV-B辐射对76的上述各个指标则具有抑制作用。DAB染色结果显示UV-B处理导致119和76的气孔保卫细胞和表皮毛内都有不同程度的H2O2积累,说明二者在UV-B辐射下均受到不同程度的伤害。外源ABA处理能够减轻UV-B辐射导致的膜系统损伤和PSII活性的降低并且能使叶片中积累的活性氧得以清除。综合上述结果,119和76在受到短时间UV-B辐射时二者之所以表现出不同的响应,主要是由于ROS代谢上存在的差异造成的。由于119受到了UV-B的诱导合成了大量的内源ABA,并且提高了花青素、类胡萝卜素等抗氧化物质的含量,导致细胞内的ROS及H2O2被及时清除,使PSII活性增强,膜的功能得到巩固,减少了细胞受到的伤害,形成了有利于生长的条件,整体表现为促进效应。而76由于缺乏ABA,受UV-B照射后产生的ROS不能被及时清除造成了膜系统的损伤和PSII活性的降低,导致出现代谢障碍,整体表现出抑制效应。

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第一章 绪论

1.1 UV-B 辐射增强对植物的抑制效应

1.2 植物对于UV-B 辐射增强的防御机制

1.2.1 UV-B 辐射增强对DNA的损伤及修复

1.2.2 UV-B 辐射增强所造成的氧化胁迫及修复

1.2.3 UV-B 吸收物质的积累能够减轻UV-B 辐射对植物体的伤害

1.3 UV-B 对植物影响的正生物学效应的报道

1.4 激素参与了植物对UV-B胁迫的应答

第二章 临时UV-B辐射和ABA处理对抗感品系生理指标的影响

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 实验材料

2.2.2 药品和试剂

2.2.3 仪器

2.2.4 容器

2.2.6 UV-B最佳照射强度和最适ABA浓度的筛选

2.2.7 UV-B和ABA处理

2.2.8 测定指标

2.3 结果与分析

2.3.1 临时UV-B与ABA处理对冬小麦幼苗叶片色素含量的影响

2.3.2 临时UV-B辐射和ABA处理对冬小麦幼苗119与76紫外吸收物质含量的影响

2.3.3 临时UV-B辐射和ABA处理对冬小麦幼苗119与76可溶性蛋白含量和Fv/Fm的影响

2.3.4 临时UV-B辐射和ABA处理对冬小麦119与76气孔导度的影响

2.3.5 临时UV-B辐射和ABA处理对冬小麦119与76膜系统的影响

2.3.6 临时UV-B辐射和ABA处理对冬小麦SOD活性和CAT活性的影响

2.4 讨论

第三章 临时UV-B辐射和ABA处理对抗感品系内源活性氧代谢的影响

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 供试材料

3.2.2 试剂

3.2.3 仪器

3.2.6 UV-B最佳照射强度和最适ABA浓度的筛选

3.2.7 UV-B和ABA处理

3.2.8 检测方法

3.3 结果与分析

3.3.1 临时UV-B辐射和ABA处理后抗感品系的DAB染色结果

3.3.2 临时UV-B辐射和ABA处理后抗感品系H2O2含量的差异

3.4 讨论

第四章 结论

参考文献