外源5-ALA對(duì)小麥幼苗干旱脅迫的緩解效應(yīng)及光合調(diào)節(jié)研究.pdf

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

2、用于測(cè)定生理生化特性及psbA基因、psbD基因、TaNAC2基因和TaDREB2基因的相對(duì)表達(dá)水平。同時(shí)探討干旱脅迫下，外源5-氨基乙酰丙酸對(duì)這些基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用，來(lái)揭示psbA基因的表達(dá)與PSII功能修復(fù)之間的關(guān)系。這將進(jìn)一步闡明在干旱脅迫下受損光合機(jī)構(gòu)的修復(fù)機(jī)制，為農(nóng)業(yè)上采取抗逆技術(shù)提供理論和科學(xué)依據(jù)。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　1.干旱脅迫對(duì)小麥幼苗細(xì)胞膜穩(wěn)定性的影響以及外源5-ALA的調(diào)節(jié)作用
　　干旱脅迫下，小麥幼

3、苗葉片細(xì)胞膜的穩(wěn)定性、相對(duì)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(duì)含水量（RWC）和葉綠素含量，減少M(fèi)DA和H2O2的積累，從而增強(qiáng)了細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。
　　2.干旱脅迫對(duì)小麥幼苗抗氧化酶活性的影響以及外源5-ALA的調(diào)節(jié)作用
　　干旱脅迫下，植物通常會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)來(lái)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(guò)氧化氫酶（CAT）、抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）和過(guò)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(shuō)明較高的抗氧化酶活性幫助清除小麥幼苗中過(guò)多的MDA和H2O2，從而減輕了干旱對(duì)小麥幼苗造成的傷害。
　　3.干旱脅迫對(duì)小麥幼苗脫落酸含量的影響以及外源5-ALA的調(diào)節(jié)作用
　　植物的抗逆性與其體內(nèi)脫落酸（ABA）的含量密切相關(guān)，而且脫落酸對(duì)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(nèi)脫落酸的累積，提高了小麥幼苗的抗旱能力。
　　4.干旱脅迫對(duì)小麥幼苗葉綠體PSII功能的影響以及外源5-ALA的調(diào)節(jié)作用
　　干旱脅迫會(huì)影響植物的同化轉(zhuǎn)移與光合作用，葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)可以反映植物的光合機(jī)構(gòu)受損的程度。干旱脅迫會(huì)使小麥幼苗的光系統(tǒng)II（PSII）電子傳遞速率（ETR）、實(shí)際光化學(xué)效率（ΦPSII）、原初光化學(xué)效率（Fv/Fm）和光化學(xué)猝

6、滅系數(shù)（qP）顯著降低,使非光化學(xué)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(guò)減輕干旱脅迫對(duì)小麥光合機(jī)構(gòu)的損傷來(lái)維持PSII結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
　　5.干旱脅迫對(duì)小麥幼苗psbA基因、psbD基因、TaNAC2基因、TaDREB2基因與D1蛋白表達(dá)的影響以及外源5-ALA的調(diào)節(jié)作用
　　PSII是各種逆境傷害的關(guān)鍵部位，而D1蛋白又是逆境

7、脅迫作用的靶位點(diǎn)，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(fù)的關(guān)鍵。本試驗(yàn)結(jié)果表明干旱脅迫下，小麥葉綠體psbA基因和psbD基因的表達(dá)受到抑制，而干旱脅迫響應(yīng)相關(guān)基因TaNAC2和TaDREB2的表達(dá)增強(qiáng)。干旱脅迫下，外源5-ALA處理降低了TaNAC2和TaDREB2基因的表達(dá)，提高了psbA基因、psbD基因和D1蛋白的表達(dá)，從而減輕干旱脅迫對(duì)小麥的光抑制，保護(hù)了PSII的反應(yīng)中心，維護(hù)了植物光合機(jī)構(gòu)的