水楊酸對高溫強光脅迫下小麥葉片光合機構(gòu)的保護作用.pdf

1、小麥是我國第二大糧食作物,其產(chǎn)量的豐欠直接影響人民生活水平和國民經(jīng)濟發(fā)展。然而,在決定小麥產(chǎn)量形成的灌漿期,常常遭遇高溫和強光雙重脅迫,導致光合機構(gòu)破壞,葉片功能早衰,有機營養(yǎng)匱乏,籽粒發(fā)育受阻,造成嚴重的產(chǎn)量下降。本文研究了外源sA對高溫強光脅迫下小麥抗氧化代謝、滲透調(diào)節(jié)、細胞膜穩(wěn)定性、光合速率及葉綠體psbA基因表達的影響,旨在闡明其對光合機構(gòu)防護作用的機理,為生產(chǎn)中采取抗逆技術(shù)提供理論依據(jù)。
　　 試驗于河南農(nóng)業(yè)大學科教園

2、區(qū)進行,設置盆栽為主,沙培和大田栽培為輔3組試驗,主要結(jié)果如下:
　　 1、外源SA提高了高溫強光脅迫下小麥葉片psbA基因的表達量
　　 高溫強光脅迫導致了psbA基因表達量的降低,葉面噴施SA可有效抑制高溫強光所致的psbA基因表達量的降低,減輕了逆境條件下小麥的光抑制。暗恢復后使psbA基因的表達量迅速恢復到接近脅迫前水平,有效保護了PSⅡ反應中心免遭破壞,維護了植物光合機構(gòu)有效運轉(zhuǎn)。各處理濃度間的效應較為顯著,以

3、0.3mmol·L-1的SA作用效果最好。
　　 2、外源SA提高了高溫強光脅迫下小麥葉片對活性氧的清除能力
　　 因為SOD的活性受其底物濃度的誘導,在各生育時期的脅迫初期,受O-(2)含量增加的刺激,SOD活性增強,但隨著脅迫時間的延長和脅迫程度的加深SOD活性又急劇下降。受底物濃度的影響,APX活性變化趨勢和SOD相似。雖然葉面噴施SA沒有改變SOD和APX活性先增加后下降的趨勢,但是噴施SA的處理SOD和APX活

4、性始終高于CK處理。同時,SA對于CAT的活性下降也起到了較好的抑制作用。所以SA使高溫強光脅迫下的小麥葉片相對維持了較高的清除活性氧的能力,減少了高溫強光脅迫條件下自由基的積累,緩解了其對生物膜系統(tǒng)的傷害,使膜脂過氧化程度降低,因而原生質(zhì)膜的通透性變小,離子滲漏減少。說明SA對高溫強光脅迫下的小麥葉片細胞膜起到了一定的保護作用,且以濃度為0.3mmol·L-1的SA保護效果最好。
　　 3、外源SA提高了高溫強光脅迫下小麥葉片

5、的滲透調(diào)節(jié)能力
　　 植物的抗逆性與體內(nèi)游離脯氨酸和蛋白質(zhì)等物質(zhì)密切相關(guān)。葉面噴施SA增加了高溫強光脅迫下植株體內(nèi)脯氨酸的積累,起到了滲透調(diào)節(jié)的作用。脯氨酸對逆境脅迫很敏感,脅迫時小麥葉片脯氨酸含量迅速積累,在隨后的恢復階段SA處理又可以有效的抑制脯氨酸含量的降低。植物在逆境條件下通過增加可溶性蛋白質(zhì)的合成,直接參與其適應逆境的過程。葉面噴施SA在脅迫初期對蛋白質(zhì)的合成起促進作用,隨著脅迫程度的加劇,又對其降解起到了抑制作用。說

6、明在高溫強光脅迫下,SA通過促進新蛋白質(zhì)的合成或者抑制蛋白質(zhì)分解使其保持一定的含量水平,使細胞的親水性增強,間接地增強了小麥葉片抵抗高溫強光脅迫的能力。
　　 4、外源SA提高了高溫強光脅迫下小麥葉片光合作用的潛能和效率
　　 高溫強光脅迫下光合電子傳遞受阻,PSⅡ光化學效率降低,PSⅡ反應中心失活,凈光合速率降低。高溫強光脅迫對PSⅠ電子傳遞速率的影響明顯小于PSⅡ,說明光抑制的主要部位是PSⅡ。在小麥經(jīng)受高溫強光脅迫

7、之前,噴施適量的SA后,有效抑制了逆境對D1蛋白傷害,從而維持了較高的光合速率。SA處理在經(jīng)過3h的暗恢復之后光合速率基本恢復,而CK處理在隨后的恢復階段并沒有恢復到脅迫前的水平。說明SA處理僅僅發(fā)生了可逆失活,CK則可能發(fā)生了不可逆的失活。由此可以說明,外源SA提高了高溫強光脅迫下小麥葉片光合作用的潛能和效率。
　　 綜合本研究結(jié)果,一方面,外源SA能夠增加高溫強光脅迫下小麥葉片脯氨酸含量和可溶性蛋白質(zhì)的含量,增強脅迫條件下膜