褪黑素緩解番茄低溫與水分脅迫機理研究.pdf

1、低溫和干旱是常見的環(huán)境脅迫因子，影響自然界中植物的分布、生長發(fā)育以及全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并威脅食品安全。番茄（Solanum lycopersicum）是一種重要的園藝作物，世界范圍內(nèi)番茄（果實）需求量大，但番茄的生長和發(fā)育極易受低溫和干旱影響，造成產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降。因此，研究提高番茄的抗寒性和抗旱性對于保障番茄的可持續(xù)生產(chǎn)具有重要意義。研究證明，褪黑素在植物中具有重要的作用，參與調(diào)控生長、發(fā)育以及脅迫響應(yīng)等過程的調(diào)控。目前，褪黑素調(diào)控番茄抗

2、寒性和抗旱性機理研究尚不多見。本研究以番茄為試驗材料，通過測定低溫和水分脅迫下番茄葉片的光合能力、非光化學(xué)猝滅水平、抗氧化系統(tǒng)、冷響應(yīng)基因表達、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累、表皮蠟質(zhì)積累以及葉片滲透勢等，研究褪黑素對番茄低溫脅迫和水分脅迫的緩解作用，并探討了其機理。主要研究結(jié)果如下:
　　1.褪黑素緩解低溫對番茄植株的傷害。褪黑素預(yù)處理可以顯著提高低溫脅迫下番茄植株的光合能力，緩解由低溫引起的氧化脅迫，表現(xiàn)在褪黑素處理可以降低丙二醛含量和電解

3、質(zhì)滲透率;提高低溫脅迫下番茄抗氧化酶活性和非酶抗氧化物質(zhì)的含量，增強了番茄的抗氧化能力;褪黑素促進番茄景天庚酮糖二磷酸酶基因的表達并維持低溫脅迫下景天庚酮糖二磷酸酶的活性，有助于改善低溫脅迫下番茄葉片的光合能力;褪黑素顯著誘導(dǎo)了低溫脅迫下番茄冷響應(yīng)基因的表達，可溶性糖和脯氨酸的積累，對于提高番茄的抗寒性起著重要的作用。
　　2.褪黑素緩解低溫脅迫下番茄的光抑制。褪黑素處理促進低溫脅迫下番茄葉片葉黃素循環(huán)中紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶基因的表達

4、和紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶輔助因子抗壞血酸的含量，以此提高紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶的活性。紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶活性的提高引起葉黃素脫環(huán)氧化水平增加，由此提高了非光化學(xué)猝滅水平，緩解番茄低溫脅迫引起的光抑制。
　　3.褪黑素緩解番茄水分脅迫。褪黑素顯著提高了干旱條件下番茄的光合能力和降低了干旱誘導(dǎo)的氧化傷害;提高了番茄的抗氧化能力;褪黑素促進了番茄葉片表皮蠟質(zhì)合成基因的表達，增加了葉片表皮蠟質(zhì)的含量，減少了葉片非氣孔水分散失;褪黑素明顯的改變了水分脅迫