鈣轉(zhuǎn)導半夏高溫信號及其生理響應.pdf

1、半夏[Pinellia tematat(Thunb.)Breit]是天南星科半夏屬多年生草本植物，是我國天然珍貴藥材之一，在越夏生產(chǎn)中易受到高溫危害，發(fā)生“倒苗”現(xiàn)象，從而嚴重影響其產(chǎn)量及有效成分含量。因此，如何做好半夏的越夏生產(chǎn)，提高半夏耐熱性是當前急需解決的問題。Ca2+是植物生長發(fā)育必需的大量元素之一，同時作為耦聯(lián)胞外信號與胞內(nèi)生理反應的第二信使，對植物逆境脅迫信號轉(zhuǎn)導起著重要的調(diào)控作用。已有研究證明，夏季噴施外源CaCl2可以延

2、緩半夏倒苗并提高其產(chǎn)量。為了闡明鈣參與高溫信號轉(zhuǎn)導的過程及其外源鈣在高溫脅迫下對半夏的保護效應，本文以半夏苗為材料，研究了:(1)不同濃度CaCl2溶液噴施對高溫脅迫下半夏葉片光合作用、葉綠素熒光等生理特性的影響;(2)外源CaCl2及不同效應劑（Ca2+螯合劑EGTA、質(zhì)膜鈣通道阻斷劑LaCl3、鈣調(diào)素拮抗劑TFP及MAPK活性抑制劑PD98059)對高溫脅迫下半夏葉片鈣熒光強度、蛋白激酶及抗氧化酶酶活性的影響;(3)不同濃度CaCl

3、2溶液對半夏幼苗的生長及有效成分積累的影響，從而找出緩解半夏高溫傷害的最適鈣濃度。
　　1.噴施CaCl2明顯提高了高溫脅迫下葉綠素a、b、a+b含量和葉綠素a/b比值;6 mmol·L-1 CaCl2處理顯著提高了葉片的凈光合速率(Pn)、蒸騰作用（Tr）和氣孔限制值(Ls)，降低了胞間CO2濃度（Ci)。隨CaCl2濃度的增大，葉片PSⅡ最大光化學量子產(chǎn)量（Fv/Fm）、實際光化學量子產(chǎn)量(Yield)和光化學猝滅系數(shù)(qP)

4、呈現(xiàn)先增大后減小的變化，固定熒光（Fo)及非光化學猝滅系數(shù)（NPQ)呈現(xiàn)先減小后增大的變化。說明葉面噴鈣緩解了高溫對半夏葉片光合作用的抑制以及對PSⅡ系統(tǒng)的損傷。
　　2.高溫(37℃)及外源CaCl2處理均可提高半夏葉片的鈣熒光強度，且在本試驗中處理4h時達到最大值。用外源鈣及不同效應劑對半夏植株處理后發(fā)現(xiàn)，外源鈣提高了高溫誘導的鈣熒光強度，而EGTA、LaCl3、TFP及PD98059均顯著抑制了高溫誘導的Ca2+濃度。說明高

5、溫誘導半夏葉片胞內(nèi)Ca2+濃度的升高可能主要來源于胞外Ca2+的內(nèi)流，并且MAPK參與了高溫誘導的Ca2+水平。
　　3.高溫誘導了半夏葉片MAPK活性的顯著升高，而PD98059抑制了高溫誘導的MAPK活性。外源鈣處理顯著地提高了高溫誘導的MAPK活性，而EGTA、LaCl3、TFP處理顯著抑制了高溫MAPK的活性。說明高溫誘導MAPK活性的升高可能有Ca2+的參與。
　　4.高溫誘導了半夏葉片SOD、POD、APX活性的

6、升高，外源CaCl2處理顯著提高了高溫誘導的SOD、POD、CAT、APX活性，而LaCl3、EGTA、TFP處理顯著抑制了高溫誘導的SOD、POD、CAT活性。這說明高溫誘導的抗氧化防護需要Ca2+的參與。在PD98059處理下，高溫誘導的SOD、POD、APX活性顯著下降，說明MAPK也參與了高溫誘導的抗氧化防護。
　　5.高溫脅迫下，2，4，6 mmol·L-1 CaCl2處理后，半夏的根、莖、葉、塊莖的干質(zhì)量及總生物量均有