大麦幼苗叶片表皮蜡质沉积与膜脂过氧化的关系及其对表皮透性影响的研究

摘要

表皮蜡质是植物抗逆性研究的主要性状之一，在各种生物和非生物胁迫中具有重要的作用。本试验用抗旱性不同的4个大麦品种为试验材料（第五章为2个），当幼苗长至13d，分别用ABA（浓度分别为10μmol.L-1和100μmol.L-1）和营养液配制的PEG6000溶液处理幼苗，探讨外源脱落酸（ABA）与干旱胁迫对抗旱性不同大麦品种表皮蜡质沉积及其组分和含量的影响、外源脱落酸（ABA）和干旱胁迫引起的膜脂过氧化与表皮蜡质沉积之间的关系以及膜保护物质SOD、POD、CAT、Pro在蜡质合成中作用的大小、表皮蜡质对表皮透性的影响。以便进一步明确大麦幼苗叶片表皮蜡质在逆境胁迫中的作用、合成的生理机理以及ABA对表皮蜡质合成的调控作用。
　　本研究主要内容包括：⑴干旱胁迫对大麦幼苗叶片表皮蜡质沉积的影响。PEG6000处理下，干旱敏感品种和抗旱品种蜡质沉积量呈极显著增加，抗旱品种的总蜡质含量较干旱敏感品种的高，但蜡质沉积的增加幅度较干旱敏感品种的低。低浓度ABA处理下，多数品种的表皮蜡质沉积量与对照相当；高浓度ABA处理可提高表皮蜡质的沉积量（新引D9除外），尤其是对干旱敏感品种表皮蜡质沉积的影响最大，处理效果最好。⑵膜保护物质与表皮蜡质沉积的关系。相关分析表明，PEG6000胁迫下，表皮蜡质沉积量与SOD呈不显著负相关，与POD、CAT呈不显著正相关，与Pro呈极显著正相关（r=0.735），但在此，POD可能是植株衰老的标志。表明 PEG6000胁迫下，CAT与Pro对大麦幼苗叶片表皮蜡质的合成具有重要的保护作用，尤其是Pro，其与蜡质沉积量呈极显著正相关，说明其对表皮蜡质的合成具有积极的保护作用。ABA处理下，膜保护物质作用的大小与ABA的处理浓度有关。低浓度ABA处理下SOD、POD和CAT对蜡质合成具有重要保护作用，而在高浓度ABA处理下，以CAT保护为主。⑶膜脂过氧化与表皮蜡质沉积的相关性。相关分析表明，PEG6000处理下，表皮蜡质沉积量与MDA含量呈不显著正相关，说明渗透胁迫条件下膜脂过氧化程度对表皮蜡质的合成影响较小。此外，膜脂过氧化程度对低浓度ABA处理下表皮蜡质的合成影响也较小；高浓度ABA处理下，表皮蜡质沉积量与MDA含量呈显著正相关，表明高浓度ABA处理引起的膜脂过氧化在一定范围内有利于表皮蜡质的积累。⑷干旱胁迫对大麦幼苗叶片表皮蜡质组分及含量的影响。经气相色谱-质谱联用分析可知，大麦幼苗叶片表皮蜡质的主要组分为醇类、酸类、醛类、酮类、烷烃类、酚类、酯类及一些未知物质，其中含量较多的组分为醇类和酸类。但 PEG6000胁迫下，表皮蜡质组分中以酯类、烷类和醛类的增加幅度最高，三个组分分别比对照增加了177.51％、134.12%和129.31%，且抗旱品种单个蜡质组分的增加幅度总体平均都较干旱敏感品种的高，因此，PEG6000模拟干旱胁迫下，蜡质组分中酯类、烷类和醛类的合成是大麦幼苗叶片表皮蜡质对干旱胁迫响应的关键。ABA处理可降低抗旱品种蜡质组分中的烷类、醇类、酚类以及干旱敏感品种中醇类的含量，其它组分含量增加。抗旱品种Z027S078T在低浓度ABA处理下，醛类增加量最多，达到了44.30%；高浓度处理下酮类和酸类增加量较多，分别达到了106.89%和104.85%；干旱敏感品种垦啤6号在10μmol.L-1和100μmol.L-1ABA处理下酯类和酮类的增加幅度均较高，说明抗旱品种中的醛类、酮类、酸类和干旱敏感品种中的酯类、酮类是大麦幼苗叶片表皮蜡质对外源ABA处理响应的关键。⑸表皮蜡质对大麦幼苗叶片表皮透性的影响。PEG6000处理能够降低表皮的失水率，且表皮蜡质含量高的抗旱品种的失水率较干旱敏感品种的低，但4个品种中，除垦啤6号外，其叶绿素浸渗出率均较对照高，这可能是因为 PEG6000溶液渗透压较大，导致叶片失水皱缩严重，表皮破裂脱落，从而加速了叶绿素的外渗。大麦幼苗叶片的失水率和叶绿素浸出率在10μmol.L-1和100μmol.L-1ABA处理下均降低，尤其是100μmol.L-1时处理效果最显著，表皮透性以抗旱品种 Z027S078T的较低，但干旱敏感品种垦啤6号的失水率和叶绿素浸出率在多数时间点降低幅度高，说明ABA处理对干旱敏感品种的表皮透性影响较大，处理效果较好。

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第一章 文献综述

1.1表皮蜡质的形态结构

1.2表皮蜡质的生物合成

1.3 表皮蜡质蜡质合成相关基因

1.4表皮蜡质的组分及含量

1.5表皮蜡质在植物抗逆中的作用

1.6膜脂过氧化对细胞膜的伤害

1.7 膜保护物质

1.8脱落酸在植物抗逆中的作用

1.9 拟题意义及研究内容

第二章 PEG6000模拟水分胁迫下大麦幼苗叶片表皮蜡质沉积与膜脂过氧化的关系研究

2.1 试验材料

2.2试验设计

2.3指标测定方法

2.4 结果与分析

2.5 讨论

2.6 结论

第三章 外源ABA处理下大麦幼苗叶片表皮蜡质沉积与膜脂过氧化的关系

3.1 试验材料

3.2 试验设计

3.3指标测定方法

3.4结果与分析

3.5 讨论

3.6 结论

第四章 PEG6000模拟水分胁迫下大麦幼苗叶片表皮蜡质组分和含量的响应及其对表皮透性的影响

4.1 试验材料

4.2 试验设计

4.3 指标测定方法

4.4结果与分析

4.5讨论

4.6 结论

第五章 大麦幼苗叶片表皮蜡质组分及含量对 ABA的响应及其对表皮透性的影响

5.1 试验材料

5.2 试验设计

5.3指标测定方法

5.4 结果与分析

5.5 讨论

5.6 结论

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作 者 简 介

石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表