外源多胺對低氧脅迫下黃瓜幼苗活性氧和呼吸代謝影響的研究.pdf

1、無土栽培中往往由于根際供氧不足而影響植株的生長發(fā)育，已成為無土栽培實踐中急需解決的技術問題。多胺(Polyamines)是生物代謝過程中產生的一類具有生物活性的低分子量脂肪族含氮堿，主要包括腐胺(Put)、亞精胺(Spd)和精胺(Spm)。研究表明，多胺廣泛作用于植物生長、形態(tài)建成、衰老和對環(huán)境脅迫的反應，在多種逆境條件下，植物體內多胺含量迅速發(fā)生變化。但對多胺在植物低氧逆境脅迫下的生理作用還了解不多。 本文以耐低氧性具有顯著差

2、異的兩個黃瓜(Cucumis sativus L．)品種(耐低氧性較強的‘綠霸春四號’和耐低氧性較弱的‘中農八號’)為試材，采用營養(yǎng)液水培法，運用溶氧濃度調節(jié)儀精確控制營養(yǎng)液溶氧濃度，結合外源多胺和多胺合成抑制劑，研究了黃瓜幼苗體內多胺含量與其在低氧脅迫下幼苗生長、活性氧代謝、呼吸代謝和碳水化合物含量問的關系，探討了多胺在黃瓜植株適應低氧脅迫中的生理調節(jié)功能。主要研究結果如下： 低氧脅迫下，黃瓜幼苗根系和葉片中游離態(tài)、結合態(tài)、束

3、縛態(tài)多胺含量均有不同程度的增加，耐低氧能力強的‘綠霸春四號’幼苗中(游離態(tài)Spd+游離態(tài)Spm)／游離態(tài)Put比值要高于耐低氧能力弱的‘中農八號’。外源Spd能顯著提高低氧脅迫下黃瓜幼苗根系和葉片中游離態(tài)Spd和游離態(tài)Spm含量，降低游離態(tài)Put含量，結合態(tài)、束縛態(tài)多胺含量也不Nff~-度地增加，同時，幼苗生長較單純低氧脅迫有明顯增加。D-Arg能顯著降低低氧脅迫下黃瓜幼苗根系和葉片中各種多胺含量，MGBG能顯著降低低氧脅迫下黃瓜幼苗根

4、系和葉片中Spd和Spm含量，增加游離態(tài)Put含量，這兩種處理均使幼苗生長較單純低氧處理有明顯降低，而外源多胺能緩解D-Arg和MGBG的這種傷害作用。表明黃瓜幼苗中較高的游離態(tài)Spd、游離態(tài)Spm含量和較低的游離態(tài)Put含量，以及游離態(tài)多胺向結合態(tài)、束縛態(tài)多胺的轉化可能有利于增強幼苗的低氧逆境適應能力。 低氧脅迫下，黃瓜幼苗根系和葉片中SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性顯著增加，H<,2>O<,2>含量、O<,2><'->產

5、生速率和MDA含量也明顯提高，耐低氧的品種比不耐低氧的品種抗氧化酶活性提高幅度大，而H<,2>O<,2>含量、O<,2><'->產生速率和MDA含量增加幅度較低。外源Spd能進一步提高低氧脅迫下黃瓜幼苗根系和葉片中SOD、POD、CAT活性，同時降低H<,2>O<,2>含量、O<,2><'->產生速率和MDA含量。D-Arg和MGBG卻起相反的作用，而外源多胺能緩解D-Arg和MGBG的這種作用。表明低氧脅迫下，多胺通過提高植物體內抗氧

6、化酶的活性，降低H<,2>O<,2>含量和0 產生速率來減輕低氧脅迫對植株造成的傷害。低氧脅迫使黃瓜幼苗根系中無氧呼吸能力提高，有氧呼吸能力降低，同時，與耐低氧能力弱的‘中農八號’相比，耐低氧能力強的‘綠霸春四號，根系LDH活性增加幅度較低，ADH活性增加幅度較高，乳酸、乙醛含量較低，乙醇含量較高，IDH和SDH活性降幅也較小。外源Spd能降低低氧脅迫下幼苗無氧呼吸能力，同時提高有氧呼吸能力。D-Arg和MGBG卻起相反的作用；而外源多

7、胺能緩解D．Arg和MGBG的這種作用。表明低氧脅迫下，多胺通過降低植株根系無氧呼吸酶活性，減少有害物質的積累，增強有氧呼吸能力，來緩解低氧脅迫對植株的傷害。 低氧脅迫下，耐低氧的品種比不耐低氧的品種根系中蔗糖和果糖含量上升幅度大。外源Spd可增加低氧脅迫下黃瓜幼苗根系和葉片中蔗糖、葡萄糖和果糖含量，同時減少根系中淀粉含量的降低和葉片中淀粉含量的積累。D-Arg和MGBG使低氧脅迫下黃瓜幼苗根系中淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量下降