1 材料與方法
玉米ZeamaSSL品種鐵單10號,分別用表高油菜素內(nèi)酯0.01mgL、自來水對照浸種。浸種24h后用自來水沖洗3遍。按常規(guī)催芽3d,選擇生長勢一致的芽播于培養(yǎng)缽中,培養(yǎng)條件:為晝夜溫度18~25;每天光照10h、光照度15klX。至四葉一心期時自然斷水,連續(xù)斷水6d后復(fù)水。分別于斷水的當(dāng)天(0d)2d、4d、6d及復(fù)水后2d(即斷水后8d)取鮮葉測定各項(xiàng)生理指標(biāo)。;
葉片超氧化物歧化酶SOD活性用NBT光化還原法測定;過氧化氫酶CAT活性用氧電極法測定;丙二醛MDA含量用TBA法測定;脯氨酸Pro含量用茚三酮顯色法測定;相對電導(dǎo)率用DDS-11A型電導(dǎo)率儀測定;光合速率用氧電極法測定。
2 結(jié)果與分析
2.1 epihomoBR浸種對幼苗保護(hù)酶活性的影響
由圖1可見,epihomoBR處理的幼苗在干旱處理后的前4dSOD活性都比正常供水對照條件下有所上升,其后則迅速下降,復(fù)水后又上升到接近正常水平;而對照的SOD活性在干旱處理后的2d上升到最高水平,以后迅速下降,復(fù)水后SOD活性雖然有所上升,但仍沒有達(dá)到干旱處理前的正常水平。

圖1,epihomoBR對水分脅迫下玉米幼苗SOD活性的影響
圖2顯示的CAT活性變化趨勢與SOD活性變化趨勢相似。從兩個圖中還可以看出,無論是在正常供水、干旱處理還是在復(fù)水后epihomoBR處理的玉米幼苗SOD\CAT活性都高于對照。特別是在干旱處理期間,這種差距更為明顯,說明epihomoBR確實(shí)能通過提高干旱條件下的保護(hù)酶活性來提高玉米幼苗對干旱的抵抗能力。

圖2epihomoBR對水分脅迫下玉米幼苗CAT活性的影響
2.2epihomoBR浸種對MDA及相對電導(dǎo)率的影響
從圖3可以看出,干旱處理時處理和對照體內(nèi)MDA的含量呈相同變化趨勢,即隨著脅迫程度的增加9MDA的含量都在緩慢增加,復(fù)水后又有所下降,但是復(fù)水后對照的MDA含量并沒有下降到正常供水時的水平,而是略高于此處,處理的MDA含量則基本上下降到了正常供水的水平,另外在所有時期,處理的MDA含量總是低于對照,這說明epihomoBR浸種處理后,不但能在干旱條件下減少膜脂的過氧化水平,而且在復(fù)水后還具有使其迅速恢復(fù)到正常水平的能力。

圖3 epihomoBR對水分脅迫下玉米幼苗體內(nèi)MDA含量的影響
相對電導(dǎo)率的變化與MDA含量的變化相似(圖4),隨著脅迫程度的增加,處理和對照的相對電導(dǎo)率都在增加,復(fù)水后都有一定程度的降低,各時期處理的相對電導(dǎo)率水平都低于對照。

圖4 epihomoBR對水分脅迫下玉米幼苗相對電導(dǎo)率的影響
2.3 epihomoBR浸種對光合速率和Pro的影響
正常供水條件下,處理的光合速率(用單位時間內(nèi)單位葉面積上釋放O2的量表示)略高于對照,但差異不大,干旱處理后,對照的光合速率顯著下降,處理的光合速率在脅迫處理后的前2d仍保持較高水平(仍高于正常供水條件下的對照),以后則迅速下降,同等脅迫條件下,處理的光合速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對照,復(fù)水后處理和對照的光合速率都有所上升,但都沒有恢復(fù)到正常供水時的水平(圖5)。

圖5 epihomoBR對水分脅迫下玉米葉片光合速率的影響
圖6表明正常供水條件下,處理和對照體內(nèi)的Pro含量相差不大,干旱處理后處理和對照的Pro含量都成倍上升,相同脅迫條件下處理的Pro含量要高于對照,復(fù)水后Pro含量都迅速回落,但都仍高于脅迫處理前的水平。

圖6 epihomoBR對水分脅迫下玉米幼苗體內(nèi)Pro含量的影響
3 討論與結(jié)論
許多研究表明,細(xì)胞膜是逆境傷害的原初部位。目前流行的活性氧傷害學(xué)說認(rèn)為,體內(nèi)存在活性氧代謝當(dāng)植物。處于逆境條件下時,活性氧代謝失調(diào),活性氧產(chǎn)生和清除間的平衡被打破,活性氧積累造成原生質(zhì)膜脂過氧化和脫脂化活性氧也能直接攻擊生物大分子,如蛋白質(zhì)酶DNARNA和葉綠素等,造成大分子物質(zhì)降解,最后導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
而體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)的存在,能夠清除多余的自由基,使自由基保持在較低的水平,從而減輕對細(xì)胞的傷害。所以相同脅迫程度下,保護(hù)酶活性的大小可部分反映作物抗逆性的高低。本試驗(yàn)結(jié)果表明,在干旱處理后處理的SODCAT活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對照說明。epihomoBR可通過提高保護(hù)酶活性來增強(qiáng)玉米幼苗對干旱的抵抗能力,MDA是生物膜過氧化的產(chǎn)物。相對電導(dǎo)率是膜透性大小的指標(biāo),7~9相同脅迫條件下,它們水平的高低說明了生物膜受傷害的程度,同時也代表了試材抗逆性的大小。本試驗(yàn)結(jié)果表明,水分脅迫時處理的幼苗體內(nèi)MDA含量和相對電導(dǎo)率水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對照,并且在復(fù)水后都能迅速恢復(fù)到正常水平,這說明epihomoBR浸種能降低逆境條件下的膜脂過氧化水平,提高膜的穩(wěn)定性,從而提高抗逆性。Pro是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),在環(huán)境脅迫下Pro積累可使細(xì)胞滲透勢降低,增大滲透調(diào)節(jié)能力并且對蛋白質(zhì)有一定的保護(hù)作用,可防止酶脫水作為酶的保護(hù)劑。
所以水分脅迫下,Pro的積累有利于增強(qiáng)植物的抗旱性,光合速率不僅是作物代謝水平高低的標(biāo)志,并且在逆境條件下光合速率的提高也能提高植物對逆境的抵抗能力。光合作用是一個對水分脅迫非常敏感的過程,伴隨水分脅迫的增加,光合速率下降,與此同時細(xì)胞內(nèi)水解酶活性升高,大分子物質(zhì)趨于降解,從而加速了細(xì)胞的衰老死亡。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,在相同脅迫條件下,epihomoBR浸種處理的幼苗光合速率仍能維持在較高水平,這說明此時處理的幼苗仍存在較高的同化能力,延緩大分子物質(zhì)的降解進(jìn)程保持較高的代謝能力進(jìn)而提高作物的抗旱性。
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