外源5-ALA對小麥幼苗干旱脅迫的緩解效應及光合調節(jié)研究.pdf

1、小麥（Triticum aestivum）是我國的第二大糧食作物。目前，干旱已經(jīng)成為限制小麥生長的最主要的逆境因素之一。干旱脅迫能夠影響小麥體內相關的生理、生化機制，因而影響小麥的正常生長。本實驗將小麥品種的矮抗58和中國春作為材料，在幼苗（一葉一心）期時對小麥葉片分別進行噴施蒸餾水、100mg/L（矮抗58）和10mg/L（中國春）的5-ALA后進行干旱脅迫2天。分別對脅迫前和脅迫后小麥幼苗觀察表型并拍照，并對脅迫后小麥幼苗進行取樣，

2、用于測定生理生化特性及psbA基因、psbD基因、TaNAC2基因和TaDREB2基因的相對表達水平。同時探討干旱脅迫下，外源5-氨基乙酰丙酸對這些基因表達的調節(jié)作用，來揭示psbA基因的表達與PSII功能修復之間的關系。這將進一步闡明在干旱脅迫下受損光合機構的修復機制，為農(nóng)業(yè)上采取抗逆技術提供理論和科學依據(jù)。主要實驗結果如下：
　　1.干旱脅迫對小麥幼苗細胞膜穩(wěn)定性的影響以及外源5-ALA的調節(jié)作用
　　干旱脅迫下，小麥幼

3、苗葉片細胞膜的穩(wěn)定性、相對含水量和葉綠素含量都降低，而丙二醛（MDA）和H2O2的含量都增加。外源5-ALA處理提高了干旱脅迫下小麥幼苗葉片的相對含水量（RWC）和葉綠素含量，減少MDA和H2O2的積累，從而增強了細胞膜的穩(wěn)定性。
　　2.干旱脅迫對小麥幼苗抗氧化酶活性的影響以及外源5-ALA的調節(jié)作用
　　干旱脅迫下，植物通常會通過調節(jié)體內的抗氧化酶系統(tǒng)來減輕干旱造成的損傷。干旱條件下小麥幼苗葉片中的超氧化物歧化酶（SOD

4、）、過氧化氫酶（CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）和過氧化物酶（POD）的活性都增加了，外源5-ALA處理能夠使干旱脅迫下抗氧化酶的活性更高。說明較高的抗氧化酶活性幫助清除小麥幼苗中過多的MDA和H2O2，從而減輕了干旱對小麥幼苗造成的傷害。
　　3.干旱脅迫對小麥幼苗脫落酸含量的影響以及外源5-ALA的調節(jié)作用
　　植物的抗逆性與其體內脫落酸（ABA）的含量密切相關，而且脫落酸對干旱等逆境脅迫很敏感。干旱條件下小麥幼苗

5、中ABA的含量大量積累，而外源5-ALA處理降低了干旱脅迫下小麥幼苗體內脫落酸的累積，提高了小麥幼苗的抗旱能力。
　　4.干旱脅迫對小麥幼苗葉綠體PSII功能的影響以及外源5-ALA的調節(jié)作用
　　干旱脅迫會影響植物的同化轉移與光合作用，葉綠素熒光動力學參數(shù)可以反映植物的光合機構受損的程度。干旱脅迫會使小麥幼苗的光系統(tǒng)II（PSII）電子傳遞速率（ETR）、實際光化學效率（ΦPSII）、原初光化學效率（Fv/Fm）和光化學猝

6、滅系數(shù)（qP）顯著降低,使非光化學淬滅系數(shù)（qN）升高。外源5-ALA處理提高了干旱脅迫下ΦPSII、Fv/Fm、ΦPSII、ETR和qP的值，降低了qN的值。這樣就通過減輕干旱脅迫對小麥光合機構的損傷來維持PSII結構的穩(wěn)定性。
　　5.干旱脅迫對小麥幼苗psbA基因、psbD基因、TaNAC2基因、TaDREB2基因與D1蛋白表達的影響以及外源5-ALA的調節(jié)作用
　　PSII是各種逆境傷害的關鍵部位，而D1蛋白又是逆境

7、脅迫作用的靶位點，由psbA基因編碼的舊D1蛋白的分解以及新D1蛋白的合成是PSII修復的關鍵。本試驗結果表明干旱脅迫下，小麥葉綠體psbA基因和psbD基因的表達受到抑制，而干旱脅迫響應相關基因TaNAC2和TaDREB2的表達增強。干旱脅迫下，外源5-ALA處理降低了TaNAC2和TaDREB2基因的表達，提高了psbA基因、psbD基因和D1蛋白的表達，從而減輕干旱脅迫對小麥的光抑制，保護了PSII的反應中心，維護了植物光合機構的