高温强光下番茄叶片叶黄素类物质与抗氧化系统的交叉协同光保护作用

摘要

近年来随着经济的发展，全球气温的不断上升，高温热害加上强光对农业的危害将日益严重。我国蔬菜在设施生产和露天生产中不同程度的遇到高温强光问题，严重的影响了蔬菜的产量和品质。深入研究蔬菜对高温强光响应机制，提高抗性，培育抗性强的品种，是人们一直密切关注的问题之一，也是当前研究的热点。本文利用野生型番茄(Ailsa Craig)和叶黄素突变体(Xa)，研究了叶黄素循环组分玉米黄质(Z)的缺少突变体对高温强光逆境的响应，进一步揭示叶黄素循环与抗氧化系统的交叉协同作用；同时利用番茄中杂20研究了外源抗坏血酸对番茄抗高温性的影响。主要研究结果如下：
　　 1研究了高温强光胁迫对番茄Xa突变体和其野生型植株光合机构的影响。结果表明，高温强光胁迫导致了两种基因型植株的生长受到明显抑制，净光合速率(Pn)显著降低，而且也降低了光化学系统Ⅱ的电子传递速率(φPSII)、光化学猝灭系数(qP)，但是Xa突变体的Pn、φPSII、和qP都高于对照植株；非光化学猝灭系数(NPQ)有所上升，野生种番茄叶片的非光化学猝灭系数(NPQ)上升幅度比番茄叶黄素突变体(Xa)大；与之相应的是：高温强光下，番茄野生种的叶黄素循环组分(V+A+Z)含量大幅度的高于叶黄素突变体(Xa)的含量。
　　 2研究了叶黄素循环组分玉米黄质(Z)缺少的番茄突变体抗氧化系统对高温强光逆境的交叉响应，结果表明，高温强光胁迫下，玉米黄质(Z)缺少的番茄突变体叶片的APX、SOD、CAT、POD、GR、MDHA和DHAR的活性高于野生植株，而且Xa突变体的抗坏血酸和谷胱甘肽含量也高于野生植株，同时抗氧化酶的基因是上调表达，说明Xa突变体通过提高自身抗氧化系统能力补偿NPQ的减少从而保护植株免受胁迫伤害。
　　 3研究了外源抗坏血酸对番茄抗高温性的影响。结果表明，外源抗坏血酸可以提高高温条件下番茄植株的Pn和φPSII，同时增加抗坏血酸和谷胱甘肽的含量和提高抗氧化酶的活力，所以抗坏血酸可以缓解高温对番茄的伤害，高温下喷施抗坏血酸和二硫苏糖醇处理番茄的表现和单独喷施抗坏血酸相似，可以看出抗氧化系统能更有效的保护番茄植株，通过高温下喷施DTT可以进一步证明抗氧化系统可以作为NPQ的补偿保护机制。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词

声明

致谢

第一章文献综述

1高温强光对植物的影响

1.1高温强光胁迫对植物光合机构的影响

1.2过剩光能与活性氧

2植物光保护机制

2.1形态和结构上的光保护机制

2.2生理生化方面的光保护机制

3提高植物抗高温强光的途径

4本论文研究的目的、内容和意义

第二章高温强光下番茄叶片叶黄素部分缺失对光合机构的影响

1材料与方法

1.1材料培养及处理

1.2实验方法

2结果与分析

2.1高温强光胁迫对番茄野生种和突变体(Xa)叶片叶黄素组分含量的影响

2.2高温强光胁迫对番茄野生种和突变体(Xa)叶片光合速率的影响

2.3高温强光胁迫对番茄野生种和突变体(Xa)叶片PSII最大光化学效率(Fv/Fm)和其他叶绿素荧光参数的影响

2.4高温强光胁迫对番茄野生种和突变体(Xa)叶片光能分配参数的影响

3讨论

第三章高温强光下番茄叶黄素部分缺失对抗氧化代谢的影响

1材料与方法

1.1材料培养及处理

1.2实验方法

2结果与分析

2.1高温强光胁迫对番茄野生型和突变体(Xa)植株叶片丙二醛(MDA)含量的影响

2.2高温强光胁迫对番茄野生种和突变体(Xa)叶片抗坏血酸和谷胱甘肽含量的影响

2.3高温强光胁迫对番茄野生种和突变体叶片抗氧化酶活力的影响

2.4高温强光胁迫对番茄野生种和突变体(Xa)叶片叶黄素相关基因和抗氧化酶基因的表达的影响

3讨论

第四章外源抗坏血酸对番茄高温抗性的影响

1材料与方法

1.1材料培养及处理

1.2实验方法

2结果与分析

2.1外源ASA对高温胁迫下番茄光合机构的影响

2.2外源ASA对高温胁迫下膜脂过氧化的影响

2.3外源ASA对高温胁迫下抗氧化物质含量的影响

2.4外源ASA对高温胁迫下抗氧化酶活力的影响

3讨论

第五章结论

1高温强光胁迫对Xa突变体和野生型植株光合机构的影响

2 Xa突变体和野生型植株抗氧化系统对高温强光的响应

3叶黄素相关基因和抗氧化系统的基因对高温强光的响应表达

4外源抗坏血酸对番茄抗高温性的影响

参考文献