在干旱胁迫下海藻糖对秋葵植株生长和生理代谢的影响
秋葵是一种具有较高营养价值的新型保健蔬菜，同时还有很高的药用价值和潜力，所以研究秋葵的抗逆性是非常有价值的。本实验研究在干旱胁迫下海藻糖对秋葵植株生长和生理代谢的影响。本研究利用盆栽试验，对秋葵植株表型的分析、生理生化指标的测定，了解外施海藻糖对干旱胁迫下秋葵生长状况及理化性质的影响。依据酶活性测定结果，在干旱胁迫下，海藻糖处理的秋葵植株的超氧化物歧化酶（SOD）的活性显著加强；依据物质含量测定结果，在干旱胁迫下，海藻糖处理的秋葵植株的脯氨酸和叶绿素的含量显著增加，丙二醛（MDA）的含量显著降低。本研究为海藻糖在改良秋葵抗旱性中的作用提供新的思路，为海藻糖在农业上的进一步开发利用提供理论依据。而这些都结果表明海藻糖可作为一种改良剂减轻干旱胁迫对秋葵植株造成的伤害，从而增强其抗旱性。关键词 秋葵，干旱胁迫，抗旱性，海藻糖
目 录
1 引言 1
1.1 植物的抗旱性生理机制 1
1.2 秋葵的研究现状 1
1.3 海藻糖提高植物抗逆性研究进展 2
1.4 本研究的目的意义 2
2 材料与方法 2
2.1 试验材料 2
2.2 试验设计 3
2.3 相关生理指标的测定 3
2.4 数据统计分析 3
3 结果与分析 4
3.1 外源施加海藻糖对秋葵植株表型影响分析 4
3.2 秋葵植株脯氨酸（Pro）含量分析 5
3.3 秋葵植株超氧化物歧化酶（SOD）活性分析 5
3.4 秋葵植株丙二醛（MDA）含量分析 6
3.5 秋葵植株叶绿素含量分析 7
4 讨论 10
4.1 外源喷施海藻糖可提高秋葵抗旱性 10
4.2 外源喷施海藻糖对秋葵植株相关理化性质的影响 10
4.3 外源喷施海藻糖提高活性氧清除系统 10
结论 12
致谢 13
参考文献 14
1 引言
1.1 植物的抗旱性生理机制
植物的抗旱性意味着在干旱胁迫下，植物不仅能够存活下来，而且还能维持 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
正常或接近正常的代谢水平，并能保持正常的生长发育。在干旱胁迫条件下，植物的生长和产量受到影响甚至死亡。抗旱性通常通过生长和产量指标来确定。在长期的演化过程中，植物从外部结构向内部生理生化反应，蛋白质合成变化，基因表达等发展了不同的抗旱性，抵御和适应干旱胁迫。形态结构的抗旱性主要意味着在干旱胁迫下，植物通过改变形态结构系统来保证需水的发展并保持其正常生长。植物的生理生化抗旱性主要指植物在干旱胁迫下通过细胞的生理生化反应表现出抗旱能力。如激活抗氧化酶系统，改变内源激素，光合系统的响应和渗透调节物质的产生。分子水平上的抗旱性主要意味着在干旱胁迫下，植物通过分子水平的反应如蛋白质表达，相关核酸和基因抵抗干旱胁迫。当植物受到干旱等非生物胁迫时，植物的形态、生理生化等方面都会发生一系列的变化，才能维持其生存。在处于环境胁迫时，植物外部特征会产生明显变化，例如干旱使植物缺水，茎叶萎蔫，气孔开度减小甚至关闭；逆境也会影响植物细胞膜结构，使细胞膜透性增大，降低光合速率，导致大量电解质和非电解质外渗，膜脂组分发生改变，膜蛋白的组分和活性受到影响，进而影响植物的生理代谢。因此在长期的进化及适应过程中，植物逐渐地形成了一系列的机制来抵御外界坏境胁迫。当植物受到逆境胁迫时，会迅速感知和主动适应环境的变化，借助于胞间和胞内逆境信息的传递和转导，积极地做出反应对抗逆境。在盐、干旱胁迫条件下，植物体内SOD、POD等酶活性会降低，而脯氨酸、相对水、可溶性糖和叶绿素的含量也会减少。经过海藻糖的处理，依据植物形态特征、酶活性指标、生理指标，判断外施海藻糖对植物生长和生理代谢的影响[8]。
1.2 秋葵的研究现状
秋葵是一种营养价值很高的新型保健蔬菜，具有很高的应用价值和潜力。秋葵（Abelmoschus esculentus Lam.），别名秋葵，羊角豆，咖啡黄葵等，为锦葵科秋葵属一年生草本植物[2]。秋葵是一种热带到亚热带植物，广泛种植在热带和地中海气候中。其果实营养丰富，具有显着的保健功能。欧美国家将其列入21世纪最好的绿色食品清单。它也被指定为许多国家运动员首选的蔬菜。可以看出它是一种营养价值较高的新型保健蔬菜。秋葵水果含有丰富的蛋白质，脂肪，碳水化合物，维生素，矿物质和膳食纤维，还含有丰富的黄酮类，多糖类等成分。与普通蔬菜相比，秋葵的果实含有丰富的蛋白质，总糖和多糖，具有高的营养价值和健康价值同时，秋葵果实富含维生素和矿物质[3~4]。
1.3 海藻糖提高植物抗逆性研究进展
海藻糖是一种功能性二糖，是由两个葡萄糖分子组成的非还原性二糖，具有α，α1,1糖苷键。海藻糖具有低甜度、低吸湿性、保水性、耐热性和耐酸性，抗龋齿、消化性、防止淀粉老化等优良特性[14]。这些特性使海藻糖广泛用于食品加工。海藻糖在化学性质上非常稳定，其非还原特性决定了其对高温，酸和碱的稳定性，使其对于生物体中以及在干旱，寒冷和高盐度等不利条件下的高度脱水。 在生物膜，蛋白质等的保护下免受伤害。因此，生物体中的海藻糖对机体具有神奇的保护作用，从而改善机体对不利条件的抵抗力。海藻糖对热、pH等不敏感，并且可以在高温，干旱、寒冷、高盐度等不利环境下能保护生物膜、蛋白质等免受损害。植物中的海藻糖也参与代谢调控和基因表达调控，这对植物生长发育以及对外部环境变化的响应具有重大影响。当植物遭受不利的生活条件时，会在体内调节海藻糖的合成以抵抗应激[15]。研究表明，在高温，干旱和高盐等胁迫条件下，外源喷施海藻糖可以更好地保护细胞，生物体和生物大分子，维持相对正常的作物生长，提高植物酶活性的POD和CAT活性以及非酶抗氧化剂ASA的含量，减少干旱胁迫条件下的氧化损伤。
1.4 本研究的目的意义
为了探讨在干旱胁迫下海藻糖对秋葵植株生长和生理代谢的影响，以绿美人，日本超五星，台湾五福，东京五角为实验材料，利用盆栽方式种植，待植物成长6 w左右，进行人为干旱胁迫。在干旱胁迫时外源施加浓度为10 mmol/L的海藻糖进行叶面喷施，每隔2 d处理一次，10 d后依据酶活性测定结果。在干旱胁迫下秋葵植株的超氧化物歧化酶（SOD）的活性显著升高，依据质含量测定结果，干旱胁迫下，外施海藻糖的秋葵植株的脯氨酸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，海藻糖可作为一种改良剂，以减轻干旱胁迫对秋葵植株造成的伤害，从而增强其抗旱性。
目 录
1 引言 1
1.1 植物的抗旱性生理机制 1
1.2 秋葵的研究现状 1
1.3 海藻糖提高植物抗逆性研究进展 2
1.4 本研究的目的意义 2
2 材料与方法 2
2.1 试验材料 2
2.2 试验设计 3
2.3 相关生理指标的测定 3
2.4 数据统计分析 3
3 结果与分析 4
3.1 外源施加海藻糖对秋葵植株表型影响分析 4
3.2 秋葵植株脯氨酸（Pro）含量分析 5
3.3 秋葵植株超氧化物歧化酶（SOD）活性分析 5
3.4 秋葵植株丙二醛（MDA）含量分析 6
3.5 秋葵植株叶绿素含量分析 7
4 讨论 10
4.1 外源喷施海藻糖可提高秋葵抗旱性 10
4.2 外源喷施海藻糖对秋葵植株相关理化性质的影响 10
4.3 外源喷施海藻糖提高活性氧清除系统 10
结论 12
致谢 13
参考文献 14
1 引言
1.1 植物的抗旱性生理机制
植物的抗旱性意味着在干旱胁迫下，植物不仅能够存活下来，而且还能维持 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
正常或接近正常的代谢水平，并能保持正常的生长发育。在干旱胁迫条件下，植物的生长和产量受到影响甚至死亡。抗旱性通常通过生长和产量指标来确定。在长期的演化过程中，植物从外部结构向内部生理生化反应，蛋白质合成变化，基因表达等发展了不同的抗旱性，抵御和适应干旱胁迫。形态结构的抗旱性主要意味着在干旱胁迫下，植物通过改变形态结构系统来保证需水的发展并保持其正常生长。植物的生理生化抗旱性主要指植物在干旱胁迫下通过细胞的生理生化反应表现出抗旱能力。如激活抗氧化酶系统，改变内源激素，光合系统的响应和渗透调节物质的产生。分子水平上的抗旱性主要意味着在干旱胁迫下，植物通过分子水平的反应如蛋白质表达，相关核酸和基因抵抗干旱胁迫。当植物受到干旱等非生物胁迫时，植物的形态、生理生化等方面都会发生一系列的变化，才能维持其生存。在处于环境胁迫时，植物外部特征会产生明显变化，例如干旱使植物缺水，茎叶萎蔫，气孔开度减小甚至关闭；逆境也会影响植物细胞膜结构，使细胞膜透性增大，降低光合速率，导致大量电解质和非电解质外渗，膜脂组分发生改变，膜蛋白的组分和活性受到影响，进而影响植物的生理代谢。因此在长期的进化及适应过程中，植物逐渐地形成了一系列的机制来抵御外界坏境胁迫。当植物受到逆境胁迫时，会迅速感知和主动适应环境的变化，借助于胞间和胞内逆境信息的传递和转导，积极地做出反应对抗逆境。在盐、干旱胁迫条件下，植物体内SOD、POD等酶活性会降低，而脯氨酸、相对水、可溶性糖和叶绿素的含量也会减少。经过海藻糖的处理，依据植物形态特征、酶活性指标、生理指标，判断外施海藻糖对植物生长和生理代谢的影响[8]。
1.2 秋葵的研究现状
秋葵是一种营养价值很高的新型保健蔬菜，具有很高的应用价值和潜力。秋葵（Abelmoschus esculentus Lam.），别名秋葵，羊角豆，咖啡黄葵等，为锦葵科秋葵属一年生草本植物[2]。秋葵是一种热带到亚热带植物，广泛种植在热带和地中海气候中。其果实营养丰富，具有显着的保健功能。欧美国家将其列入21世纪最好的绿色食品清单。它也被指定为许多国家运动员首选的蔬菜。可以看出它是一种营养价值较高的新型保健蔬菜。秋葵水果含有丰富的蛋白质，脂肪，碳水化合物，维生素，矿物质和膳食纤维，还含有丰富的黄酮类，多糖类等成分。与普通蔬菜相比，秋葵的果实含有丰富的蛋白质，总糖和多糖，具有高的营养价值和健康价值同时，秋葵果实富含维生素和矿物质[3~4]。
1.3 海藻糖提高植物抗逆性研究进展
海藻糖是一种功能性二糖，是由两个葡萄糖分子组成的非还原性二糖，具有α，α1,1糖苷键。海藻糖具有低甜度、低吸湿性、保水性、耐热性和耐酸性，抗龋齿、消化性、防止淀粉老化等优良特性[14]。这些特性使海藻糖广泛用于食品加工。海藻糖在化学性质上非常稳定，其非还原特性决定了其对高温，酸和碱的稳定性，使其对于生物体中以及在干旱，寒冷和高盐度等不利条件下的高度脱水。 在生物膜，蛋白质等的保护下免受伤害。因此，生物体中的海藻糖对机体具有神奇的保护作用，从而改善机体对不利条件的抵抗力。海藻糖对热、pH等不敏感，并且可以在高温，干旱、寒冷、高盐度等不利环境下能保护生物膜、蛋白质等免受损害。植物中的海藻糖也参与代谢调控和基因表达调控，这对植物生长发育以及对外部环境变化的响应具有重大影响。当植物遭受不利的生活条件时，会在体内调节海藻糖的合成以抵抗应激[15]。研究表明，在高温，干旱和高盐等胁迫条件下，外源喷施海藻糖可以更好地保护细胞，生物体和生物大分子，维持相对正常的作物生长，提高植物酶活性的POD和CAT活性以及非酶抗氧化剂ASA的含量，减少干旱胁迫条件下的氧化损伤。
1.4 本研究的目的意义
为了探讨在干旱胁迫下海藻糖对秋葵植株生长和生理代谢的影响，以绿美人，日本超五星，台湾五福，东京五角为实验材料，利用盆栽方式种植，待植物成长6 w左右，进行人为干旱胁迫。在干旱胁迫时外源施加浓度为10 mmol/L的海藻糖进行叶面喷施，每隔2 d处理一次，10 d后依据酶活性测定结果。在干旱胁迫下秋葵植株的超氧化物歧化酶（SOD）的活性显著升高，依据质含量测定结果，干旱胁迫下，外施海藻糖的秋葵植株的脯氨酸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，海藻糖可作为一种改良剂，以减轻干旱胁迫对秋葵植株造成的伤害，从而增强其抗旱性。
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