外源海藻糖提高黃瓜抗逆性的研究

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1、外源海藻糖提高黃瓜抗逆性的研究因此，面對人口不斷增長，人均耕地和水資源日益減少，環(huán)境狀況日益惡化，糧食供需矛盾日益尖銳的嚴峻現(xiàn)實，如何利用大面積的干早、鹽漬地，提高作物的抗早，抗鹽，抗冷(凍)等抗逆能力和提高水分養(yǎng)分資源利用率來增加糧食生產、節(jié)約資源，已成為國內國外急需解決的重大課題之一。1．2植物逆境生理及其抗逆機制1．2．1植物逆境生理下的代謝變化(1)水分代謝。實驗證明，多種環(huán)境脅迫作用于植物體時均能對植物造成水分脅迫，如干旱能導致直接的水分脅迫；低溫和冰凍通過胞間結冰形成間接的水分脅迫：鹽漬使土壤水勢下降，植物難于吸收水分也間接造成水分脅迫；高溫與輻射使植物與大氣間水勢差增大，葉片蒸騰

2、強烈，亦間接形成水分脅迫。一旦出現(xiàn)水分脅迫，植物就會脫水，對膜系統(tǒng)的結構和功能產生不同程度的影響。(2)光合作用。在各種逆境的脅迫下，植物的光合作用都呈現(xiàn)下降的趨勢，同化產物供應減少。(3)呼吸作用。逆境下植物的呼吸作用不穩(wěn)，如凍害、熱害、鹽漬和澇害時，植物的呼吸速率明顯下降；而冷害和旱害時，植物的呼吸速率先升后降；植物發(fā)生病害時，呼吸作用明顯增強。同時，植物的代謝途徑也發(fā)生變化。(4)物質代謝。許多資料表明，在各種逆境下，植物體內的物質分解大于物質合成，水解酶活性高于合成酶活性，大量大分子物質被降解，淀粉水解為葡萄糖，蛋白質水解加強，可溶性氮增加【¨。1．2．2植物對逆境的生理適應(1)生物

3、膜透性與抗逆性。在逆境脅迫下，質膜透性增大，各種細胞器的內膜系統(tǒng)出現(xiàn)膨脹，收縮或破損。這主要是由于膜脂過氧化，膜蛋白變性以及膜脂流動性改變，造成膜相變和膜結構破壞所致。因此，生物膜結構和功能的穩(wěn)定性與植物的抗逆性密切相關。(2)活性氧的產生和清除。在正常情況下，細胞內活性氧的產生和清除，處于動態(tài)平衡狀態(tài)，活性氧水平很低，不會傷害細胞。可是當受到逆境脅迫時，活性氧積累過多，這個平衡被打破，細胞受到傷害。有實驗證實，環(huán)境中活性2外源海藻糖提高黃瓜抗逆性的研究氧濃度的增加會明顯抑制植物的生長?；钚匝鯇χ参锏膫Ρ憩F(xiàn)為細胞的結構和功能受損。如使葉綠體發(fā)生明顯的膨脹，類囊體垛疊而成的基粒出現(xiàn)松散或崩裂。

4、活性氧還能誘發(fā)膜脂過氧化作用，膜脂過氧化是指生物膜中不飽和脂肪酸在自由基誘發(fā)下發(fā)生的過氧化反應，這導致膜中不飽和脂肪酸含量降低，膜脂由液晶態(tài)轉變?yōu)槟z態(tài)，引起膜流動性下降，質膜透性大大增加。膜脂過氧化作用不僅可使膜相分離，破壞膜的正常功能，而且過氧化產物MDA及其類似物也能直接對細胞起毒害作用?；钚匝鯇毎慕Y構和功能的損害，最終導致細胞生長受抑制。在正常條件下，細胞活性氧的產生和清除處于動態(tài)平衡狀態(tài)，活性氧保持在非傷害的低水平。逆境下，產生大于清除。因此，在逆境條件下，植物活性氧的清除能力與抗逆性有密切的關系?；钚匝跚宄到y(tǒng)有非酶促抗氧化劑和酶促抗氧化劑組成。在高等植物體內，非酶促抗氧化劑主

5、要是一些低分子量的化合物，主要有谷胱甘肽(GSH)，抗壞血酸(Asa)，維生素E、類黃酮、酚類化合物、不飽和脂肪酸、有機堿、類胡蘿I-素、多元醇等。它們既能直接與活性氧反應而起清除作用，也可作為酶的底物在活性氧的清除中發(fā)揮重要作用。酶促抗氧化劑為植物提供了又一高效而專一的活性氧清除體系，包括SOD、CAT、抗壞血酸過氧化物酶APX、谷胱甘肽過氧化物酶GPX、谷胱甘肽還原酶GR、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDm訊)等。這些酶系統(tǒng)在細胞中的定位不同，分布也不均一。有的是水溶性的，有的結合膜上，并且多數(shù)酶有同工酶。其中，SOD催化02‘與H+生成H202，而CAT和APX催化H202生成H20和02。其

6、它酶參與谷胱甘肽和抗壞血酸的再生。因此，非酶促抗氧化劑和酶促抗氧化劑并不是孤立的，而是相互關聯(lián)，發(fā)生作用。兩者彼此構成一復雜的抗氧化網絡，有效清除代謝過程中產生的活性氧，使生物體內活性氧維持在一個低水平上，從而防止了活性氧引起的膜脂過氧化及其它傷害過程，這可能是抗逆性的重要方面。(3)滲透調節(jié)與抗逆性。多數(shù)逆境都會對植物產生直接或間接的水分脅迫。水分脅迫時植物體內主動積累各種有機和無機物質來提高細胞液濃度，降低滲透勢，提高細胞保水能力，從而適應水分脅迫環(huán)境。這種由于提高細胞液濃度，降低滲透勢而表現(xiàn)出的調節(jié)作用稱為滲透調節(jié)。3外源海藻糖提高黃瓜抗逆性的研究參與滲透調節(jié)物質的種類很多，大致可分為兩

7、大類：一是由于外界進入細胞的無機離子，二是在細胞內合成的有機物質。處于逆境下的植物，細胞內常常累積無機離子來降低滲透勢，特別是鹽生植物是依靠這種方式來調節(jié)滲透勢，這些離子包括K+、Na+、Ca2+、M孑+、CI。、N03、S042。等。無機離子累積的數(shù)量和種類與植物種類和器官有關。無機離子主要是作為液泡的滲透調節(jié)物質，因此無機離子進入細胞后主要累積在液泡中。但高濃度的無機離子往往會引起細胞代謝紊亂