外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系的影响
本试验以青皮蚕豆为研究材料，研究了干旱条件下外源海藻糖对蚕豆苗期根系的各生理指标和形态指标的的影响。结果表明在干旱条件下蚕豆幼苗根系的过氧化物酶(CAT)、过氧化氢酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及丙二醛（MDA）和脯氨酸的含量等都显著增高，达43.7%、15.2%、31.3%、210%，可溶性糖、可溶性蛋白的含量都显著降低达23.1%、29.3%，而干旱+海藻糖的条件下较干旱条件下蚕豆幼苗根系的过氧化物酶(CAT)、过氧化氢酶(POD)活性的含量等生理指标分别增加了33%、61.9%，超氧化物歧化酶(SOD)的活性和丙二醛（MDA）的含量则分别降低了22.6%、66.6%，而可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的含量则分别增加了16.6%、33.3%、46.2%。表明在干旱条件下外源海藻糖的加入可提高可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的含量以及CAT、POD的活性降低MDA的含量。关键词 蚕豆，干旱胁迫，外源海藻糖，幼苗，根系
目录
1引言 1
2 材料与方法 2
2.1 供试材料 2
2.2 试验设计 2
2.3 测定内容与方法 3
2.3.1 超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性以及丙二醛（MDA）的测定 3
2.3.2可溶性糖含量测定 3
2.3.3可溶性蛋白质含量测定 4
2.3.4 脯氨酸(Pro)含量测定 4
2.4 数据分析 4
3 结果与分析 5
3.1 外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系各种酶活性的影响 5
3.1.1 外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响 5
3.1.2外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系的过氧化物酶(POD)活性的影响 5
3.1.3外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系的过氧化氢酶(CAT)活性的影响 6
3.1.4外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系丙二醛(MDA)含量的影响 7
3.2 外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系渗透调节的影响 8
3.2.1外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
溶性糖含量的影响 8
3.2.2外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系的可溶性蛋白质含量的影响 9
3.2.3外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系游离脯氨酸的含量的影响 10
3.3 外源海藻糖对蚕豆幼苗根系外部形态的影响 11
结论与讨论 12
致 谢 14
参 考 文 献 15
1引言
蚕豆是一种蔬菜饲料、绿肥、粮食等具有多种用途的作物。在最早的时候产于欧洲地中海沿岸，后面在亚洲西南部到北非也都有种植，相传在西汉时候是张骞自西域引入中原[1]。蚕豆是也是一种营养价值较为丰富的作物，其含多种必需氨基酸。其碳水化合物含量47%～60%，可以作为食品供人食用，也可作动物的饲料和绿肥等种植。由于蚕豆是非常典型的忌连作作物，所以提高蚕豆的单季产量十分重要[2]。我国具有长达2000多年悠久的蚕豆栽培种植历史。近些年来，中国蚕豆生产面积达135万亩，占世界总面积的47%，是世界第一。蚕豆在我国多数省份都可种植，在长江以南的地区以秋播冬种为主，在长江以北的地区以早春播为主[3]。除了山东、海南 和东北三省由于气候原因极少种植蚕豆外，其余各省市自治区均会种植蚕豆。其中秋播区的省份是云南、四川、湖北和江苏，其种植面积以及产量较多，占86%，春播区的省份是青海、甘肃、河北和内蒙古，其占14%。我国蚕豆种植面积最大，产量也最高的省份是云南，占全国蚕豆总种植面积的23.7%，其常年种植面积在35万亩左右，以秋播为主，所以蚕豆种植在我国具有十分重要的地位。由于我国各地年平均降水量差异大，一些地方的蚕豆会因为降水不足导致干旱进而影响蚕豆产量[4]。
水是生命的载体和基本物质，和植物的生长发育息息相关。对于植物，水是运输养料的载体，也是蛋白质的原料，同时也是构成内环境（细胞外液+细胞内液）的成分[5]。植物通过水分供应进行光合作用和干物质积累，其积累量的大小直接反映在株高、茎粗、叶面积和产量形成等一些指标的动态变化上[6]。如果高粱在穗分化阶段遇到干旱会造成“胎里旱”现象，如果抽穗阶段，土壤相对含水量低于70%会出现“卡脖旱”的现象；水稻孕穗以及抽穗期缺水会降低光合速率，造成颖花退化及不孕，根系活力下降；当土壤含水量不足，小麦播种后，出苗后会造成出苗不齐不整，根系不牢等现象，影响分蘖数。农作物的生长发育需要合适的水分环境，过多过少都不利于农作物的生长[7]。如水分过少导致植物体内矿物质元素浓度上升，造成植物失水萎焉，随着胁迫程度的加强，枝条节间变短，叶面积减少，叶片数量增加缓慢；蚕豆可在春天播种也可在秋天播种其对水分的要求不高但当水分低于其最小需求时，蚕豆的生长发育会受到极大的影响进而影响蚕豆的产量。据相关试验研究表明干旱可以导致蚕豆减产50%以上[8]。
外源性海藻糖的施加对生物体、生物膜、蛋白质等大分子具有良好的抗逆境保护作用，在蛋白质药物、活菌制剂、活体处理以及细胞的保存中添加外源性海藻糖，研究抗逆保护的方法已经得到了很好的应用并取得不错的效果。在植物生长过程中也同样能起到抗逆作用[9]。有关研究发现，当小麦经过不同浓度的海藻糖溶液处理后，让其在溶液中生长，种子内的脯氨酸含量以及细胞膜电解质渗透率会出现很明显的下降，而细胞中根系的活力干物质积累量，叶绿素的含量以及生长速度则均有提高。由此可以看出，在植物的幼苗在遭受干旱、盐害而脱水时，添加外源海藻糖溶液可以提高植物幼苗对干旱和高盐的抗逆性[10]。有关研究表明：加入外源海藻糖可以让大豆在海水的胁迫下相对较好的生长，而且得到最大程度的抗性。以上试验研究都表明加入外源海藻糖可以使植株具有良好的抗逆保护作用。外源海藻糖与水分具有协同作用，即可以降低水分缺失对植株的影响。在蚕豆苗期喷施外源海藻糖可以提高其生长期间的抗逆能力，提高产量[11]。
青皮蚕豆与普通蚕豆相比是一种营养极其丰富的蚕豆品种，而且有很多功能可作为粮食、饲料、绿肥等，但其在苗期容易受到干旱及温度等环境因子的影响，目前.干旱胁迫对蚕豆幼苗生理差异性和蚕豆抗旱机制的研究还比较少[12]。而根据少数的实验研究表明外源海藻糖可以缓解干旱对蚕豆造成的影响，为了进一步了解在干旱胁迫下外源海藻糖的加入对蚕豆幼苗根系的影响，本试验通过模拟干旱环境研究外源海藻糖对干旱胁迫下的蚕豆幼苗根系的影响。以提高蚕豆的抗逆抗旱性进而提高蚕豆的产量，也为海藻糖应用于其他作物和领域提供了理论依据，这对我国的农业发展具有十分重要的影响[13]。
目录
1引言 1
2 材料与方法 2
2.1 供试材料 2
2.2 试验设计 2
2.3 测定内容与方法 3
2.3.1 超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性以及丙二醛（MDA）的测定 3
2.3.2可溶性糖含量测定 3
2.3.3可溶性蛋白质含量测定 4
2.3.4 脯氨酸(Pro)含量测定 4
2.4 数据分析 4
3 结果与分析 5
3.1 外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系各种酶活性的影响 5
3.1.1 外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响 5
3.1.2外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系的过氧化物酶(POD)活性的影响 5
3.1.3外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系的过氧化氢酶(CAT)活性的影响 6
3.1.4外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系丙二醛(MDA)含量的影响 7
3.2 外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系渗透调节的影响 8
3.2.1外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
溶性糖含量的影响 8
3.2.2外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系的可溶性蛋白质含量的影响 9
3.2.3外源海藻糖对干旱胁迫下蚕豆幼苗根系游离脯氨酸的含量的影响 10
3.3 外源海藻糖对蚕豆幼苗根系外部形态的影响 11
结论与讨论 12
致 谢 14
参 考 文 献 15
1引言
蚕豆是一种蔬菜饲料、绿肥、粮食等具有多种用途的作物。在最早的时候产于欧洲地中海沿岸，后面在亚洲西南部到北非也都有种植，相传在西汉时候是张骞自西域引入中原[1]。蚕豆是也是一种营养价值较为丰富的作物，其含多种必需氨基酸。其碳水化合物含量47%～60%，可以作为食品供人食用，也可作动物的饲料和绿肥等种植。由于蚕豆是非常典型的忌连作作物，所以提高蚕豆的单季产量十分重要[2]。我国具有长达2000多年悠久的蚕豆栽培种植历史。近些年来，中国蚕豆生产面积达135万亩，占世界总面积的47%，是世界第一。蚕豆在我国多数省份都可种植，在长江以南的地区以秋播冬种为主，在长江以北的地区以早春播为主[3]。除了山东、海南 和东北三省由于气候原因极少种植蚕豆外，其余各省市自治区均会种植蚕豆。其中秋播区的省份是云南、四川、湖北和江苏，其种植面积以及产量较多，占86%，春播区的省份是青海、甘肃、河北和内蒙古，其占14%。我国蚕豆种植面积最大，产量也最高的省份是云南，占全国蚕豆总种植面积的23.7%，其常年种植面积在35万亩左右，以秋播为主，所以蚕豆种植在我国具有十分重要的地位。由于我国各地年平均降水量差异大，一些地方的蚕豆会因为降水不足导致干旱进而影响蚕豆产量[4]。
水是生命的载体和基本物质，和植物的生长发育息息相关。对于植物，水是运输养料的载体，也是蛋白质的原料，同时也是构成内环境（细胞外液+细胞内液）的成分[5]。植物通过水分供应进行光合作用和干物质积累，其积累量的大小直接反映在株高、茎粗、叶面积和产量形成等一些指标的动态变化上[6]。如果高粱在穗分化阶段遇到干旱会造成“胎里旱”现象，如果抽穗阶段，土壤相对含水量低于70%会出现“卡脖旱”的现象；水稻孕穗以及抽穗期缺水会降低光合速率，造成颖花退化及不孕，根系活力下降；当土壤含水量不足，小麦播种后，出苗后会造成出苗不齐不整，根系不牢等现象，影响分蘖数。农作物的生长发育需要合适的水分环境，过多过少都不利于农作物的生长[7]。如水分过少导致植物体内矿物质元素浓度上升，造成植物失水萎焉，随着胁迫程度的加强，枝条节间变短，叶面积减少，叶片数量增加缓慢；蚕豆可在春天播种也可在秋天播种其对水分的要求不高但当水分低于其最小需求时，蚕豆的生长发育会受到极大的影响进而影响蚕豆的产量。据相关试验研究表明干旱可以导致蚕豆减产50%以上[8]。
外源性海藻糖的施加对生物体、生物膜、蛋白质等大分子具有良好的抗逆境保护作用，在蛋白质药物、活菌制剂、活体处理以及细胞的保存中添加外源性海藻糖，研究抗逆保护的方法已经得到了很好的应用并取得不错的效果。在植物生长过程中也同样能起到抗逆作用[9]。有关研究发现，当小麦经过不同浓度的海藻糖溶液处理后，让其在溶液中生长，种子内的脯氨酸含量以及细胞膜电解质渗透率会出现很明显的下降，而细胞中根系的活力干物质积累量，叶绿素的含量以及生长速度则均有提高。由此可以看出，在植物的幼苗在遭受干旱、盐害而脱水时，添加外源海藻糖溶液可以提高植物幼苗对干旱和高盐的抗逆性[10]。有关研究表明：加入外源海藻糖可以让大豆在海水的胁迫下相对较好的生长，而且得到最大程度的抗性。以上试验研究都表明加入外源海藻糖可以使植株具有良好的抗逆保护作用。外源海藻糖与水分具有协同作用，即可以降低水分缺失对植株的影响。在蚕豆苗期喷施外源海藻糖可以提高其生长期间的抗逆能力，提高产量[11]。
青皮蚕豆与普通蚕豆相比是一种营养极其丰富的蚕豆品种，而且有很多功能可作为粮食、饲料、绿肥等，但其在苗期容易受到干旱及温度等环境因子的影响，目前.干旱胁迫对蚕豆幼苗生理差异性和蚕豆抗旱机制的研究还比较少[12]。而根据少数的实验研究表明外源海藻糖可以缓解干旱对蚕豆造成的影响，为了进一步了解在干旱胁迫下外源海藻糖的加入对蚕豆幼苗根系的影响，本试验通过模拟干旱环境研究外源海藻糖对干旱胁迫下的蚕豆幼苗根系的影响。以提高蚕豆的抗逆抗旱性进而提高蚕豆的产量，也为海藻糖应用于其他作物和领域提供了理论依据，这对我国的农业发展具有十分重要的影响[13]。
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