在盐胁迫下外施海藻糖对秋葵植株生长和生理代谢的影响
秋葵是一种营养丰富的新型保健型蔬菜，研究秋葵的抗逆性具有重要意义。本试验通过盆栽试验研究在盐胁迫条件下，外施海藻糖对秋葵幼苗生长和生理代谢的影响。依据酶活性测定结果，在盐胁迫下，外施海藻糖的秋葵植株的超氧化物歧化酶（SOD）的活性显著加强；依据物质含量测定的结果，在盐胁迫下，外施海藻糖的秋葵植株的脯氨酸（Pro）和叶绿素的含量显著增加，丙二醛（MDA）的含量显著降低。这些结果表明，海藻糖可作为一种土壤改良剂，以减轻盐胁迫对秋葵植株造成的伤害，从而增强其耐盐性。关键词 秋葵，海藻糖，盐胁迫，耐盐性，生理生化指标
目 录
1 引言 1
1.1 植物耐盐生理生化机制 1
1.2 秋葵研究现状 3
1.3 海藻糖提高植物抗逆性研究进展 3
1.4 本研究的目的和意义 4
2 材料与方法 4
2.1 试验材料 4
2.2 秋葵盆栽试验 5
2.3 秋葵盐胁迫及海藻糖处理实验 5
2.4 相关生理生化指标的则定 5
2.5 数据分析 5
3 结果与分析 6
3.1 秋葵植株表型分析 6
3.2 秋葵植株的超氧化物歧化酶（SOD）活性分析 7
3.3 秋葵植株的脯氨酸（Pro）含量分析 8
3.4 秋葵植株的丙二醛（MDA）含量分析 9
3.5 秋葵植株的叶绿素含量分析 9
4 讨论 12
4.1 外施海藻糖可增强秋葵耐盐性 12
4.2 外施海藻糖提高活性氧清除系统能力 12
4.3 外施海藻糖改变秋葵抗性相关物质含量 12
结论 14
致谢 15
参考文献 16
1 引言
1.1 植物耐盐生理生化机制
耐盐性指的是植物抵御盐胁迫的能力，即对高盐环境要具有一定的抵御能力和适应方案。在盐胁迫下，植物生长无法阻止多余盐分进入体内，只能通过一系列形态结构以及生理生化变化来应对盐胁迫带来的生存压力[1]，维持正常的生命活动。在盐胁迫下，植物主要表现 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
为生长遭到抑制，结实率下降，植物生长量减少，叶子变枯变黄，严重时甚至会导致植株死亡[2]。
植物遭遇盐分等非生物胁迫时，为了维持其原有的生理功能，会产生各种组织结构以及生理代谢等方面的变化来缓解环境胁迫对植物体造成的伤害以保证其呼吸作用、光合作用、蛋白质合成和生长发育的正常进行[4]。植物耐盐机理涉及的方面较多，目前主要有拒盐机理、钾离子运输调控系统、盐的区隔化、水通道蛋白、光合途径改变和渗透调节等几种假说[5]。植物为了消除盐胁迫对植物体造成的伤害，主要表现为渗透调节和离子的区域化等，而其中又以渗透调节最为主要[3]。
植株在遭受盐分胁迫时体内会积累较多的活性氧（ROS），其具有强氧化性，能够引起色素脱色、酶失活、脂质过氧化和蛋白降解等反应。如果这些ROS（如O2、H2O2、OH等）不能被及时清除，就会对植物体造成胁迫损害。ROS代谢失调是逆境下需氧生物受害的普遍表现，也是逆境损伤的重要原因之一[6]。植物为减轻受到的伤害，进化出了一系列的调节机制。其中，抗氧化保护体系在ROS清除方面起着较为重要的作用，该体系包括酶系统和非酶系统（如甜菜碱、山梨醇等）。保护酶系统由过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）以及超氧化物歧化酶（SOD）共同组成，其中SOD和POD在清除超氧阴离子自由基、减轻膜脂过氧化（或膜脂脱脂）作用以及减缓质膜损伤各方面起重要作用。目前已经证实可以通过提高植物体内抗氧化酶活性或增强抗氧化代谢水平来提高植物耐盐性。
细胞膜作为植物在逆境胁迫中遭受伤害的原初位点，所以，高盐环境下，质膜膜脂物理状态发生改变，它的离子运输、通透性都会因此发生改变，从而使质膜正常功能受损，细胞正常生理代谢均受到不同程度的影响。在植物各项生理代谢过程中，细胞膜起着十分重要的作用，它不仅能够使细胞内环境维持在一个相对稳定的水平上，还可以进行细胞膜内外选择性物质交换和信息交流。在盐分胁迫下，细胞膜的正常生理功能遭到损伤，生理生化代谢紊乱。在植物生命活动中，影响或损伤细胞膜系统结构和功能的因素很多，而脂质过氧化作用是其中最受人关注的因素之一。丙二醛（MDA）是植物受到逆境胁迫时产生的膜脂过氧化的最终分解产物，具有极强的细胞毒性，在一定程度上，其含量高低能够间接反映膜受损程度[16]。
在高盐环境下下，细胞内外渗透势势发生变化，水分和矿质营养的吸收变得相对困难，随着盐浓度逐步升高，甚至会使得植物体内水分外渗，植株失水，导致渗透胁迫的形成。植物为降低因盐分胁迫而上升的细胞渗透势，会在体内积累各种渗透调节物质，如脯氨酸、山梨醇、甜菜碱等有机小分子和Na+、K+、Cl等无机离子[35]，从而维持植物逆境条件下正常的生理代谢[4]。在正常情况下，这些小分子物质含量一般很低，在盐胁迫等逆境条件下其合成反应才会被激活。脯氨酸是植物细胞质中水溶性最大的游离氨基酸，主要参与能量代谢、渗透调节以及保护大分子等作用。为适应盐胁迫环境，植物体内脯氨酸含量迅速累积，而耐盐植物中脯氨酸含量一般高于不耐盐植物。
土壤盐分过高还会导致植物渗透势增加，气孔导度下降，叶绿体受损，最终影响光合速率和蒸腾速率，使植物生长发育受到抑制，甚至死亡[16~17]。目前一般认为离子伤害、渗透胁迫以及糖分积累引起的反馈抑制是盐胁迫对光合作用造成影响的几种方式。光合作用是植物生长发育的基础，在高盐、干旱、低温等不利环境下，植物叶片光合效率下降目前一般认为是由气孔限制（由气孔部分关闭引起）以及非气孔限制（由叶肉细胞光合活性的降低引起）[4]等因素引起的。在盐分胁迫条件下，植物光合作用遭到明显抑制，同化物质生成量显著减少。植物光合作用主要进行在叶绿体进行，叶绿体的片层结构在逆境条件下会逐渐解体，叶绿素内部成分（质体小球、淀粉粒等）组成、形状及其比例会发生程度不一的变化[39]。在高盐环境下，土壤水势发生变化，植物无法吸收到足以供其生长发育所需的水分和营养，引起植物养分吸收不平衡，叶绿素含量变化[18]，色素蛋白复合体功能受到严重影响，导致叶绿体对光能的吸收减少[6]。因此，在研究当中，叶绿素含量高低常被作为植物光合作用强度的测定指标。马焕成等、Werner A等、吴永波等人认为，随盐浓度的增加，叶绿素含量随之降低[6]。
目 录
1 引言 1
1.1 植物耐盐生理生化机制 1
1.2 秋葵研究现状 3
1.3 海藻糖提高植物抗逆性研究进展 3
1.4 本研究的目的和意义 4
2 材料与方法 4
2.1 试验材料 4
2.2 秋葵盆栽试验 5
2.3 秋葵盐胁迫及海藻糖处理实验 5
2.4 相关生理生化指标的则定 5
2.5 数据分析 5
3 结果与分析 6
3.1 秋葵植株表型分析 6
3.2 秋葵植株的超氧化物歧化酶（SOD）活性分析 7
3.3 秋葵植株的脯氨酸（Pro）含量分析 8
3.4 秋葵植株的丙二醛（MDA）含量分析 9
3.5 秋葵植株的叶绿素含量分析 9
4 讨论 12
4.1 外施海藻糖可增强秋葵耐盐性 12
4.2 外施海藻糖提高活性氧清除系统能力 12
4.3 外施海藻糖改变秋葵抗性相关物质含量 12
结论 14
致谢 15
参考文献 16
1 引言
1.1 植物耐盐生理生化机制
耐盐性指的是植物抵御盐胁迫的能力，即对高盐环境要具有一定的抵御能力和适应方案。在盐胁迫下，植物生长无法阻止多余盐分进入体内，只能通过一系列形态结构以及生理生化变化来应对盐胁迫带来的生存压力[1]，维持正常的生命活动。在盐胁迫下，植物主要表现 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
为生长遭到抑制，结实率下降，植物生长量减少，叶子变枯变黄，严重时甚至会导致植株死亡[2]。
植物遭遇盐分等非生物胁迫时，为了维持其原有的生理功能，会产生各种组织结构以及生理代谢等方面的变化来缓解环境胁迫对植物体造成的伤害以保证其呼吸作用、光合作用、蛋白质合成和生长发育的正常进行[4]。植物耐盐机理涉及的方面较多，目前主要有拒盐机理、钾离子运输调控系统、盐的区隔化、水通道蛋白、光合途径改变和渗透调节等几种假说[5]。植物为了消除盐胁迫对植物体造成的伤害，主要表现为渗透调节和离子的区域化等，而其中又以渗透调节最为主要[3]。
植株在遭受盐分胁迫时体内会积累较多的活性氧（ROS），其具有强氧化性，能够引起色素脱色、酶失活、脂质过氧化和蛋白降解等反应。如果这些ROS（如O2、H2O2、OH等）不能被及时清除，就会对植物体造成胁迫损害。ROS代谢失调是逆境下需氧生物受害的普遍表现，也是逆境损伤的重要原因之一[6]。植物为减轻受到的伤害，进化出了一系列的调节机制。其中，抗氧化保护体系在ROS清除方面起着较为重要的作用，该体系包括酶系统和非酶系统（如甜菜碱、山梨醇等）。保护酶系统由过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）以及超氧化物歧化酶（SOD）共同组成，其中SOD和POD在清除超氧阴离子自由基、减轻膜脂过氧化（或膜脂脱脂）作用以及减缓质膜损伤各方面起重要作用。目前已经证实可以通过提高植物体内抗氧化酶活性或增强抗氧化代谢水平来提高植物耐盐性。
细胞膜作为植物在逆境胁迫中遭受伤害的原初位点，所以，高盐环境下，质膜膜脂物理状态发生改变，它的离子运输、通透性都会因此发生改变，从而使质膜正常功能受损，细胞正常生理代谢均受到不同程度的影响。在植物各项生理代谢过程中，细胞膜起着十分重要的作用，它不仅能够使细胞内环境维持在一个相对稳定的水平上，还可以进行细胞膜内外选择性物质交换和信息交流。在盐分胁迫下，细胞膜的正常生理功能遭到损伤，生理生化代谢紊乱。在植物生命活动中，影响或损伤细胞膜系统结构和功能的因素很多，而脂质过氧化作用是其中最受人关注的因素之一。丙二醛（MDA）是植物受到逆境胁迫时产生的膜脂过氧化的最终分解产物，具有极强的细胞毒性，在一定程度上，其含量高低能够间接反映膜受损程度[16]。
在高盐环境下下，细胞内外渗透势势发生变化，水分和矿质营养的吸收变得相对困难，随着盐浓度逐步升高，甚至会使得植物体内水分外渗，植株失水，导致渗透胁迫的形成。植物为降低因盐分胁迫而上升的细胞渗透势，会在体内积累各种渗透调节物质，如脯氨酸、山梨醇、甜菜碱等有机小分子和Na+、K+、Cl等无机离子[35]，从而维持植物逆境条件下正常的生理代谢[4]。在正常情况下，这些小分子物质含量一般很低，在盐胁迫等逆境条件下其合成反应才会被激活。脯氨酸是植物细胞质中水溶性最大的游离氨基酸，主要参与能量代谢、渗透调节以及保护大分子等作用。为适应盐胁迫环境，植物体内脯氨酸含量迅速累积，而耐盐植物中脯氨酸含量一般高于不耐盐植物。
土壤盐分过高还会导致植物渗透势增加，气孔导度下降，叶绿体受损，最终影响光合速率和蒸腾速率，使植物生长发育受到抑制，甚至死亡[16~17]。目前一般认为离子伤害、渗透胁迫以及糖分积累引起的反馈抑制是盐胁迫对光合作用造成影响的几种方式。光合作用是植物生长发育的基础，在高盐、干旱、低温等不利环境下，植物叶片光合效率下降目前一般认为是由气孔限制（由气孔部分关闭引起）以及非气孔限制（由叶肉细胞光合活性的降低引起）[4]等因素引起的。在盐分胁迫条件下，植物光合作用遭到明显抑制，同化物质生成量显著减少。植物光合作用主要进行在叶绿体进行，叶绿体的片层结构在逆境条件下会逐渐解体，叶绿素内部成分（质体小球、淀粉粒等）组成、形状及其比例会发生程度不一的变化[39]。在高盐环境下，土壤水势发生变化，植物无法吸收到足以供其生长发育所需的水分和营养，引起植物养分吸收不平衡，叶绿素含量变化[18]，色素蛋白复合体功能受到严重影响，导致叶绿体对光能的吸收减少[6]。因此，在研究当中，叶绿素含量高低常被作为植物光合作用强度的测定指标。马焕成等、Werner A等、吴永波等人认为，随盐浓度的增加，叶绿素含量随之降低[6]。
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