激光對干旱脅迫小麥幼苗的防護和修復效應及機理研究.pdf

1、本研究以小麥綿陽26號(7"riticum aestivum L.cV.Mianyang 26)為實驗材料，運用生理生化等方法研究He-Ne激光(5.23mW· )和CO2激光(20.1mW·mm-2)輻照對干旱脅迫小麥幼苗在生理水平、生化水平、分子水平以及個體生長發(fā)育方面的影響，全面揭示He-Ne激光和C02激光對干旱脅迫小麥幼苗的防護和修復效應及激光的生物學作用機制。結果如下： 1.適度干旱脅迫的小麥幼苗經(jīng)He-Ne激光輻照

2、后，丙二醛(MDA)、過氧化氫(H2O2)含量和超氧自由基(O2)產(chǎn)生速率顯著降低(p<0.05)，而過氧化物酶(POD)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱甘肽還原酶(GR)活性，抗壞血酸(AsA)、還原型谷胱甘肽(GSH)和脯氨酸(Proline)含量及根長、根系活力卻顯著增加(p<0.05)。但對超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)的活性和葉面積、生物量沒有顯著作用?？傮w上看，5％和10％PEG6000脅迫的小麥幼苗經(jīng)激

3、光輻照3min后抗旱性增強。 2.C02激光預處理(1min，3min)可使干旱脅迫小麥幼苗丙二醛(MDA)、過氧化氫(H2O2)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量及超氧自由基(O2)產(chǎn)生速率、葉面積顯著降低(p<0.05)，而根長、根系活力、株高、干重和類胡蘿卜素·(Car)、玉米黃素(Zeaxanthin)、抗壞血酸(AsA)、還原型谷胱甘肽(GSH)含量和谷胱甘肽過氧化物酶(GP)、過氧化物酶(POD)、谷胱甘肽-S-轉移酶

4、(GST)及抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性卻顯著增加(p<0.05)。但對超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活性沒有顯著作用。綜合效果表現(xiàn)為激光預處理3min可抑制由干旱脅迫引起的小麥脂質(zhì)過氧化作用，從而增強小麥的抗旱性。 3.CO2激光預處理可使干旱脅迫小麥幼苗丙二醛(MDA)含量顯著下降(p<0.05)，葉綠素a和葉綠素b含量、抗氧化酶活性及根干重顯著增加(p<0.05)。 而經(jīng)過適當劑量激光輻照干旱脅

5、迫小麥幼苗再加外源c-PTIO(NO專一清除劑)處理則沒有這種作用。從而說明激光在生理生化水平上對干旱脅迫損傷具有明顯的防護作用且不是主要通過NO起作用，也可理解為激光預處理對干旱脅迫的作用過程中沒有誘導內(nèi)源NO參與，激光預處理不是通過NO對膜質(zhì)過氧化的防護、抗氧化酶活性的提高及葉綠素a、葉綠素b含量的增加來調(diào)節(jié)干旱脅迫下小麥幼苗的耐旱性。 4.經(jīng)過CO2激光預處理的干旱脅迫小麥幼苗膜脂過氧化程度顯著下降(p<0.05)，抗氧化酶活性、

6、抗氧化物質(zhì)和光合色素的含量以及株高都顯著增加(p<0.05)，說明激光輻照可對干旱脅迫植物起到一定的保護作用。而經(jīng)過激光預處理的干旱脅迫小麥幼苗再加外源CAT、AsA(H2O2清除劑)和DPI(NADPH氧化酶抑制劑)處理能有效逆轉激光對干旱脅迫小麥幼苗的防護作用，從而說明激光在生理生化水平上對干旱脅迫損傷具有明顯的防護作用且主要通過H2O2起作用。因此該結果不僅暗示H2O2參與激光對干旱脅迫小麥幼苗的防護作用，同時也表明激光對干旱脅迫