水分脅迫下甜高梁抗氧化能力研究.pdf

1、能源是當今全球經(jīng)濟大環(huán)境下重要的發(fā)展基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的能源多數(shù)是不可再生資源，隨著不可再生資源的日漸枯竭，發(fā)展可再生能源，保障能源和生態(tài)安全成為未來發(fā)展的重點。生物乙醇因其可再生性和CO2排放中性已被公認為替代化石能源的最佳途徑。利用玉米與小麥等陳化糧來生產(chǎn)燃料乙醇，勢必造成機動車與人類奪糧的矛盾，保證糧食安全，加快改善能源消費結(jié)構(gòu)，提高可再生能源的利用比例是未來發(fā)展的方向。甜高粱作為生物質(zhì)能源替代不可再生能源則具有很大的優(yōu)勢。我國有近1億h

2、m2生產(chǎn)力低下、土壤貧瘠、干旱、不宜墾種的邊際土地，利用邊際土地開發(fā)能源植物種植，不僅可以形成能源植物穩(wěn)定的供應基地，而且可以改善土壤結(jié)構(gòu)及品質(zhì)，擴大耕地的利用率，在一定程度上減輕種植土地緊張并緩解能源危機。
　　適度水分虧缺使作物產(chǎn)生適應性調(diào)節(jié)反應，并做出最優(yōu)化選擇。但不同作物類型、品種和生育時期忍受水分虧缺的表現(xiàn)程度存在差異。本實驗以甜高粱為實驗材料，通過控制不同的水分脅迫程度及早后復水處理，研究甜高粱在不同水分脅迫下及不同發(fā)

3、育階段對水分虧缺所產(chǎn)生的適應性反應;重點進行了水分脅迫下甜高粱抗氧化酶系統(tǒng)的活性分析測定，并對主要抗氧化酶基因進行了定量表達分析，意在找出甜高粱在逆境下的反饋調(diào)節(jié)機制。試圖找出甜高粱主要抗氧化酶的主要調(diào)控時期及能顯著提高水分利用效率的關(guān)鍵灌溉時期。
　　實驗結(jié)果表明:
　　1.苗期、拔節(jié)孕穗期及灌漿成熟期的甜高粱在不同水分脅迫及早后復水后，植株生長較普通高粱旺盛，水分利用效率均高于普通高粱，并在灌漿期達到最高。由此可推斷甜高

4、粱對水分虧缺較普通高粱敏感，響應積極，在干旱條件下的自身調(diào)控能力優(yōu)于普通高粱;同時推測灌漿成熟期是甜高粱對水分需求的關(guān)鍵時期。
　　2.不同水分脅迫及早后復水處理后，拔節(jié)孕穗期及灌漿成熟期甜高粱的SOD活性高于普通高粱，旱后復水3天和6天，甜高粱SOD活性降低，略低于普通高粱，旱后復水時甜高粱在拔節(jié)孕穗期間SOD活性恢復速度較快。而POD在三個時期水分處理變化趨勢則不明顯。但在持續(xù)水分脅迫處理下，甜高粱的SOD活性高于普通高粱，高

5、出幅度隨著植株生長期延長而增大。除中度水分脅迫低于普通高粱外，整個生育期甜高粱的POD活性均高于普通高粱。結(jié)果表明，在逆境條件下，甜高粱的抗氧化酶SOD調(diào)控主要發(fā)生在拔節(jié)孕穗及灌漿成熟期，POD主要在苗期發(fā)揮作用。
　　3.不同生育時期抗氧化酶基因POD、SOD的表達量有所不同。抗氧化酶基因POD在甜高粱整個生育時期的表達隨著植株生長表現(xiàn)為下降再上升的趨勢;各水分脅迫處理下甜高粱抗氧化酶基因POD表達量有略微變化，但就整體表達量變

6、化趨勢而言，變化波動在可忽略范圍之內(nèi)。抗氧化酶基因SOD mRNA水平在甜高粱整個生育時期的表達差異比較明顯，在甜高粱拔節(jié)孕穗期SOD表達量最高。說明抗氧化酶系統(tǒng)參與了甜高粱水分脅迫響應，對物種干旱脅迫應答具有潛在的調(diào)節(jié)保護作用。
　　4.甜高粱在干旱、半干旱環(huán)境條件下種植具有明顯的優(yōu)勢，可在邊際土地廣泛推廣種植，但植株對水分脅迫的響應是一個非常復雜的過程，其中包括多種基因的共同調(diào)控，進一步證實抗氧化酶基因SOD是甜高粱抗旱的主要