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弱光胁迫及光恢复对玉米幼苗生长发育及差异蛋白组分析

作　者: 杜成凤
导　师: 李潮海
学　校: 河南农业大学
专　业: 作物栽培与耕作学
关键词: 玉米弱光胁迫光恢复活性氧代谢抗氧化酶光合荧光叶片结构蛋白表达差异分子生态
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以耐荫性不同的玉米品种郑单958（ZD958,耐荫性较强）和豫玉22（YY22,耐荫性较弱）为材料,研究了苗期50%遮荫处理及其光恢复过程中玉米地上部生物量、活性氧代谢、抗氧化酶活性、叶绿素含量、光合荧光参数、叶片解剖结构和细胞超微结构的变化,以期进一步了解弱光对玉米幼苗生长发育及生理代谢的作用机制,为丰富玉米耐弱光逆境理论和耐荫性较强品种选育及推广应用积累理论依据。主要研究结果如下:1.遮光后玉米苗期植株较自然光下的对照细弱,地上部生物量降低。弱光胁迫17d后恢复自然光照的9d内,幼苗植株生物量逐渐积累,至光恢复结束时,耐荫性较强品种郑单958基本恢复到自然光照对照水平,而耐荫性较弱品种豫玉22在整个光恢复阶段并无显著增加。2.遮光处理使玉米幼苗过氧化氢（H₂O₂）含量和超氧阴离子（O²^-）产生速率增加,进入光恢复阶段后,两个品种的H₂O₂含量和O₂^-产生速率均都一个迅速上升的过程,基本上都在光恢复第3d达到高峰,至光恢复结束时耐荫性较强品种的H₂O₂含量和O₂^-产生速率均未达到显著水平,而耐荫性较弱品种则达到了显著水平。但整个光恢复阶段两品种的H₂O₂含量和O₂^-产生速率均高于各自的自然光照和遮荫两组对照。3.遮光处理的玉米幼苗叶片MDA含量高于对照,可溶性蛋白含量表现相反。恢复自然光照后,两品种的MDA含量呈加速上升趋势,至光恢复结束,与各自对照相比耐荫性较强品种的MDA含量较耐荫性较弱品种恢复程度高。光恢复后可溶性蛋白含量开始上升,但至光恢复结束,两品种均未达到显著水平。4.遮荫使玉米苗期叶片SOD和POD活性升高,恢复自然光照后,耐荫性较强品种在整个光恢复阶段均显著高于其遮光对照,而耐荫性较弱品种仅在光恢复后第1d和3d显著高于其遮光对照,之后SOD酶活性下降。光恢复阶段,两品种的POD酶活性一直高于对照,但耐荫性较强品种在遮荫及光恢复阶段均高于耐荫性较弱品种。5.遮荫使玉米苗期叶片叶绿素b及叶绿素总量含量升高,在光恢复后,两品种的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均有不同程度的升高,总体上耐荫性较强品种升高幅度大于耐荫性较弱品种。6.遮荫使玉米苗期叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）均下降,而胞间CO₂浓度（Ci）升高。耐荫性较强品种叶片Pn、Tr和Gs下降程度及Ci升高程度均低于耐荫性较弱品种。7.遮荫处理后耐荫性较弱品种的Fv/Fm显著下降,而耐荫性较强品种的Fv/Fm无显著变化。两品种的ΦPSⅡ均降低,但与各自对照相比,耐荫性较弱品种的降低程度较耐荫性较强品种显著。8.遮荫处理使玉米苗期叶片的叶肉细胞数量减少,细胞间隙变大且排列疏松,玉米上、下表皮和叶片厚度均变薄。耐荫性较强品种的上、下表皮厚度及叶片厚度下降不显著,而耐荫性较弱品种与其对照相比差异显著。9.遮荫处理后,两品种叶绿体数均减少,其形态结构也发生变化,部分叶绿体发育不良,出现肿胀及被膜破损现象。耐荫性较强品种叶绿体发育相对正常,被膜基本完整,只有极少数出现肿胀现象,叶绿体基粒数目有所增加,基质片层也有增厚的现象,但是基质片层的排列不整齐,有少许断裂出现,嗜饿颗粒数目稍有增多且个体略微增大,淀粉粒数目也稍有增多;而耐荫性较弱品种叶绿体大多数发育不良,多肿胀呈球形,个别叶绿体被膜破损严重,趋于解体,多数基粒片层和基质片层出现局部扩张,从而造成基粒相对厚度增加,基粒片层出现断裂或解体,嗜饿颗粒增多增大,淀粉粒也较大。

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摘要 9-111. 文献综述 11-16 1.1 弱光胁迫对植物生长发育的影响 11-12 1.2 弱光胁迫对植物光合特性的影响 12-13 1.3 弱光胁迫对叶片膜脂过氧化的影响 13-14 1.4 弱光胁迫对植物物质代谢的影响 14-15 1.5 本研究的目的意义 15-162. 引言 163. 材料与方法 16-22 3.1 试验概况 16-17 3.2 试验处理与设计 17 3.3 调查及测定项目 17-22 3.3.1 地上部生物量测定 17 3.3.2 MDA 及可溶性蛋白含量测定 17 3.3.3 H_20_2含量及0_2~-产生速率测定 17 3.3.4 抗氧化酶活性测定 17-18 3.3.5 叶绿素含量测定 18 3.3.6 光合速率及相关参数测定 18 3.3.7 叶绿素荧光参数测定 18 3.3.8 叶片显微结构观测 18-19 3.3.9 叶片超微结构观测 19 3.3.10 弱光逆境蛋白谱带的差异表达 19-22 3.4 数据处理方法 224. 结果与分析 22-31 4.1 弱光胁迫及光恢复对玉米幼苗地上部生物量的影响 22-23 4.2 弱光胁迫及光恢复对玉米叶片H202含量及 02.-产生速率的影响 23-24 4.3 弱光胁迫及光恢复对玉米叶片MDA 及可溶性蛋白含量的影响 24-25 4.4 弱光胁迫及光恢复对玉米叶片抗氧化酶活性的影响 25-26 4.5 弱光胁迫及光恢复对玉米叶片叶绿素含量的影响 26-27 4.6 弱光胁迫对玉米叶片光合速率及其参数的影响 27 4.7 弱光胁迫对玉米叶片叶绿素荧光参数的影响 27-28 4.8 弱光胁迫对玉米叶片显微结构的影响 28-29 4.9 弱光胁迫对玉米叶细胞超微结构的影响 29-30 4.10 弱光胁迫玉米叶片逆境蛋白点的差异表达 30-315 结论与讨论 31-35 5.1 弱光胁迫及光恢复对玉米幼苗生理特性的影响 31-32 5.2 弱光胁迫玉米叶片解剖结构的影响 32-33 5.3 弱光胁迫对玉米叶片光合特性的影响 33-34 5.4 弱光胁迫对玉米叶片蛋白质组的影响 34-35参考文献 35-43ABSTRACT 43-45

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