外源多胺對(duì)低氧脅迫下黃瓜幼苗活性氧和呼吸代謝影響的研究.pdf

1、無土栽培中往往由于根際供氧不足而影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育，已成為無土栽培實(shí)踐中急需解決的技術(shù)問題。多胺(Polyamines)是生物代謝過程中產(chǎn)生的一類具有生物活性的低分子量脂肪族含氮堿，主要包括腐胺(Put)、亞精胺(Spd)和精胺(Spm)。研究表明，多胺廣泛作用于植物生長(zhǎng)、形態(tài)建成、衰老和對(duì)環(huán)境脅迫的反應(yīng)，在多種逆境條件下，植物體內(nèi)多胺含量迅速發(fā)生變化。但對(duì)多胺在植物低氧逆境脅迫下的生理作用還了解不多。 本文以耐低氧性具有顯著差

2、異的兩個(gè)黃瓜(Cucumis sativus L．)品種(耐低氧性較強(qiáng)的‘綠霸春四號(hào)’和耐低氧性較弱的‘中農(nóng)八號(hào)’)為試材，采用營(yíng)養(yǎng)液水培法，運(yùn)用溶氧濃度調(diào)節(jié)儀精確控制營(yíng)養(yǎng)液溶氧濃度，結(jié)合外源多胺和多胺合成抑制劑，研究了黃瓜幼苗體內(nèi)多胺含量與其在低氧脅迫下幼苗生長(zhǎng)、活性氧代謝、呼吸代謝和碳水化合物含量問的關(guān)系，探討了多胺在黃瓜植株適應(yīng)低氧脅迫中的生理調(diào)節(jié)功能。主要研究結(jié)果如下： 低氧脅迫下，黃瓜幼苗根系和葉片中游離態(tài)、結(jié)合態(tài)、束

3、縛態(tài)多胺含量均有不同程度的增加，耐低氧能力強(qiáng)的‘綠霸春四號(hào)’幼苗中(游離態(tài)Spd+游離態(tài)Spm)／游離態(tài)Put比值要高于耐低氧能力弱的‘中農(nóng)八號(hào)’。外源Spd能顯著提高低氧脅迫下黃瓜幼苗根系和葉片中游離態(tài)Spd和游離態(tài)Spm含量，降低游離態(tài)Put含量，結(jié)合態(tài)、束縛態(tài)多胺含量也不Nff~-度地增加，同時(shí)，幼苗生長(zhǎng)較單純低氧脅迫有明顯增加。D-Arg能顯著降低低氧脅迫下黃瓜幼苗根系和葉片中各種多胺含量，MGBG能顯著降低低氧脅迫下黃瓜幼苗根

4、系和葉片中Spd和Spm含量，增加游離態(tài)Put含量，這兩種處理均使幼苗生長(zhǎng)較單純低氧處理有明顯降低，而外源多胺能緩解D-Arg和MGBG的這種傷害作用。表明黃瓜幼苗中較高的游離態(tài)Spd、游離態(tài)Spm含量和較低的游離態(tài)Put含量，以及游離態(tài)多胺向結(jié)合態(tài)、束縛態(tài)多胺的轉(zhuǎn)化可能有利于增強(qiáng)幼苗的低氧逆境適應(yīng)能力。 低氧脅迫下，黃瓜幼苗根系和葉片中SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性顯著增加，H<,2>O<,2>含量、O<,2><'->產(chǎn)

5、生速率和MDA含量也明顯提高，耐低氧的品種比不耐低氧的品種抗氧化酶活性提高幅度大，而H<,2>O<,2>含量、O<,2><'->產(chǎn)生速率和MDA含量增加幅度較低。外源Spd能進(jìn)一步提高低氧脅迫下黃瓜幼苗根系和葉片中SOD、POD、CAT活性，同時(shí)降低H<,2>O<,2>含量、O<,2><'->產(chǎn)生速率和MDA含量。D-Arg和MGBG卻起相反的作用，而外源多胺能緩解D-Arg和MGBG的這種作用。表明低氧脅迫下，多胺通過提高植物體內(nèi)抗氧

6、化酶的活性，降低H<,2>O<,2>含量和0 產(chǎn)生速率來減輕低氧脅迫對(duì)植株造成的傷害。低氧脅迫使黃瓜幼苗根系中無氧呼吸能力提高，有氧呼吸能力降低，同時(shí)，與耐低氧能力弱的‘中農(nóng)八號(hào)’相比，耐低氧能力強(qiáng)的‘綠霸春四號(hào)，根系LDH活性增加幅度較低，ADH活性增加幅度較高，乳酸、乙醛含量較低，乙醇含量較高，IDH和SDH活性降幅也較小。外源Spd能降低低氧脅迫下幼苗無氧呼吸能力，同時(shí)提高有氧呼吸能力。D-Arg和MGBG卻起相反的作用；而外源多

7、胺能緩解D．Arg和MGBG的這種作用。表明低氧脅迫下，多胺通過降低植株根系無氧呼吸酶活性，減少有害物質(zhì)的積累，增強(qiáng)有氧呼吸能力，來緩解低氧脅迫對(duì)植株的傷害。 低氧脅迫下，耐低氧的品種比不耐低氧的品種根系中蔗糖和果糖含量上升幅度大。外源Spd可增加低氧脅迫下黃瓜幼苗根系和葉片中蔗糖、葡萄糖和果糖含量，同時(shí)減少根系中淀粉含量的降低和葉片中淀粉含量的積累。D-Arg和MGBG使低氧脅迫下黃瓜幼苗根系中淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量下降