多胺和丁二酸复合剂对渗透胁迫下小麦幼苗的抗氧化代谢和光合特性的调控效应(2)
多胺和丁二酸复合剂对渗透胁迫下小麦幼苗的抗氧化代谢和光合特性的调控效应 引言
干旱是农作物生长、发育的主要影响因素之一，其产生出来的次数、延续时间、波及的范围及导致的损失居各种自然灾害之首。在世界范围内，其他因素所造成的小麦产量损失的总和远远不能超过因水分不足所引起的减产。根据气象专家的预言，到2050年中国将面临一个干旱频数显著增多且波及范围较广的时期[1]。而小麦作为我国主要的粮食作物,其产量的高低直接影响到我国的粮食安全。因此,对小麦耐旱性的研究以及探索提高其抗旱能力的途径成为近些年学术界研究的热点[2]。
小麦，被认为是人类最早栽种的禾本科植物之一。小麦的果实颖果，是各地的主要食物之一，它被加工成面粉后可以制成香甜可口的馒头、绕有嚼劲的面条、松软美的面包等；或者被加工制成醉人心脾的美酒。然而，小麦在生长、发育中受到多种因素的影响，包括：温度、光照、淹水胁迫、渗透胁迫 、酸碱平衡失调等多种因素。因此探究渗透胁迫下小麦的抗逆性具有非常重要的意义。
多胺是一类广泛存在于生物体内具有强烈生物活性的低分子量脂肪族含氮碱化合物, 包括腐胺(putrescine，Put)、亚精胺(spermidine ，Spd)和精胺(Spermin ，Spm)等[3]。许多研究发现[4-5]，在逆境胁迫下，植物体内多胺生成关键酶的活性增大，多胺的含量与植物逆境抗性的增强趋于一致，将多胺生成关键酶的基因引入水稻、烟草、甘薯等植物中，增强其多胺代谢体系，植物对碱、涝泽、铅、渗透等逆境的抗性均显著增强。植物在生长、发育中, 多胺被作为植物受到逆境胁迫时抵抗不良环境的特殊的保护物质，具有延缓衰老的作用。所以，有人认为多胺可以被当作一种新型激素。
丁二酸（琥珀酸）是生物体新陈代谢过程中生成的具有重要生理活性的低分子量有机酸，能刺激生物体生长、发育。它除参与呼吸作用外，对文持活性氧代谢平衡也起一定的作用[6]。研究发现 ，使用浓度适宜的丁二酸浸种可以诱导玉米幼苗的生长，可显著抑制根系膜脂过氧化作用，增加根系中超氧化物歧化酶活性，减少丙二醛量；丁二酸浸种后，伴随蒸腾速率的下降，叶片里水分利用率都显著提升[7]。
目前对于多胺和丁二酸复合剂对渗透胁迫下小麦幼苗的抗氧化代谢和光合特性的调控效应的研究还比较少，本次实验采用渗透胁迫下，外施多胺、丁二酸、多胺和丁二酸的复合剂，探究多胺和丁二酸复合剂对渗透胁迫下小麦幼苗的抗氧化代谢和光合特性的调控效应的影响。通过测定小麦幼苗叶片的抗氧化代谢酶（SOD、POD、CAT）的活性、氧化代谢产物（丙二醛、超氧阴离子）的含量和光合特性指标（净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率），探究多胺和丁二酸复合剂对渗透胁迫下小麦幼苗的抗氧化代谢和光合特性的调控效应的机理。为多胺和丁二酸在农业上的应用提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料
小麦种子（周麦22，由周口市农科所提供）。
1.2试剂
多胺购买于sigma公司，丁二酸（琥珀酸）由天津市密欧化学试剂开发中心生产。
1.3材料培养与处理
选取无病虫害优质的小麦种子，用0.1%HgCl2消毒5 min后,再用流动的自来水浸种24 h。在25 ℃下催芽后，选取露白一致的种子腹沟朝下均匀播在底部有孔、装有沙子的塑料培养盆中（每盆播50粒）。等待长到两叶一心时，所有的小麦幼苗采用Hoagland营养液浇灌，每天每个塑料培养盆根部浇灌20ml，保持昼夜温度分别是20±5 ℃和10±5 ℃，自然光照。实验条件下培养3d后定苗，每个塑料培养盆中留下长势、大小一致的40株幼苗。培养三天后进行如下处理。