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脱落酸对棉花幼苗POD、SOD活性及MDA含量的影响

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   脱落酸作为一种重要的植物激素,对植物在胁迫环境中发挥抗逆性等调节行为具有非常重要的作用。本此试验是以河南科技学院实验室内百棉1号为试验材料,采用水溶液培养的方法:培养溶液中脱落酸(ABA)的施用浓度为20ppm,在加入ABA后的第12h、24h、36h、48h、60h分别进行采样并测定样品过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)含量。结果表明:ABA加入后POD活性和SOD活性明显提高,MDA的含量逐渐下降,进而与对照组的测定结果进行比对来论证外源ABA对棉花幼苗生理特性的影响。
  棉花在我国是一种重要的国民经济作物,种植面积非常大。棉纤维主要用于纺织,能够制成多种规格的纺织物,现如今民众所穿戴的衣物,家具用布以及工业用布大多都是由棉花所制成的。棉花也是花蜜作物,为夏季秋季的蜜蜂提供大量优质的蜜源。其次,棉花也可以作为药用作物,比如制作止血棉,酒精棉球等。幼苗期是棉花对环境最为敏感的时期,主要影响棉花植株高度和叶片数量,进而对产量造成影响。目前,由于环境因素造成的棉花幼苗期生长受限已经成为棉花产量降低的主要因素。ABA又称为休眠素,是一种重要的植物生长调节剂,对植物体的影响主要有:促进开花、促进气孔关闭、影响植物的两性分化、刺激单性结实的种子发育等。已有研究表明,干旱、高温、盐碱等逆境条件可以促进ABA在植物体内的生物合成,并且效果相对显著。本试验研究外源施加ABA后百棉一号幼苗植株体内SOD活性、POD活性、MDA含量的生理指标变化情况,论证ABA对棉花幼苗生理特性的影响,对于棉花在干旱以及盐碱地区的种植、提高棉花产量以及进一步探究棉花的生长以及生理性状具有很重要的现实意义。
  1、材料与方法
  (1)试验材料及地点
  试验于2017年9月至12月在河南科技学院作物基因组学与遗传改良实验室进行,供试棉花品种为百棉一号。
  (2)试验设计
  采用水培法培育棉花幼苗,筛选出长势均匀良好的棉花幼苗100株,分别在10个水培箱中培养,放入25℃恒温培养箱中,每天光照16h并通过搅拌水箱来保证水中的含氧量,期间定时换无菌水,在棉花幼苗第四片真叶叶面积普遍较大时,开始对实验组外施ABA,在ABA施用后的第12、24、36、48、60小时5个时间点分别进行采样,采集棉花幼苗的第三片或第四片真叶,之后立即保存在超低温冰箱。样品采集完成后进行各项指标测定。
  (3)测定项目
  对收集并进行低温保藏的棉花幼苗真叶称取0。3g,进行生理指标测定,测定项目包括SOD活性、POD活性、MDA含量。
  (4)数据分析
  用Excel软件对ABA施加后棉花幼苗的各项生理指标进行数据统计并作图。
  2、结果与分析
  (1)ABA施加后棉花叶片POD活性的变化
  ABA施加后棉花叶片在不同时间点POD活性的变化见图1。
  由图1可知外源施加ABA后,试验组棉花叶片POD活性整体上升高;对照组处于一个大致稳定水平。试验组:ABA施加后的24小时POD活性一直升高,24小时到达活性高峰,之后开始逐渐降低,48小时后开始趋于稳定,但仍旧高于对照组水平。由此可知,合适浓度的外源ABA对棉花幼苗体内POD活性有增强作用,并且随着时间进行,ABA的影响力会逐渐减小。
  (2)ABA施加后棉花叶片MDA含量的变化
  ABA施加后棉花叶片在不同时间点MDA含量的变化见图2。
  由图2可知外源施加ABA后,试验组棉花叶片MDA含量整体下降;对照组处于一个大致稳定水平。试验组:ABA施加后的12小时MDA含量一直下降,12小时含量到达最低值,之后开始逐渐升高并趋于稳定,但MDA含量仍低于对照组水平。由此可知,在棉花幼苗期外源施加合适浓度的ABA后棉花幼苗体内MDA含量会有所下降。
  (3)ABA施加后叶片SOD活性的变化
  ABA施加后棉花叶片SOD活性的变化见图3。
  由图3可知外源施加ABA后,试验组棉花叶片SOD活性整体上升高;对照组处于一个大致稳定水平。试验组:ABA施加后的24小时SOD活性处于波动状态,升高量较小,24小时后迅速升高,并于36小时到达活力峰值,之后开始缓慢降低,但仍旧高于对照组水平。由此可知,合适浓度的外源ABA对棉花幼苗体内SOD活性有增强作用,在24小时后效果明显,36小时后作用力减少。
  3、结论与讨论
  有研究表明逆境之所以能够对植物的生长产生影响,产生毒害性,实质就是影响了植物体活性氧代谢的平衡。比如启动了膜脂过氧化或者膜脂的脱脂作用来破坏膜的结构,其他方面就是增加了活性氧的含量水平等。SOD和POD是植物细胞防御系统中2个重要的保护酶类,对于在好氧生物体内防御活性氧伤害具有重要作用,植物抗逆性越强,保护酶对细胞的保护能力越强,是鉴定植物抗逆性的两个重要指标。生物膜中的不饱和脂肪酸起有力的固定作用,如果发生了氧化作用,就会转化成了自由基,结果就造成了生物膜中的不饱和脂肪酸含量大大降低,这样的后果便是生物膜流动性降低。如果流动性发生了改变那么就会影响到生物膜的正常功能,随即影响细胞的正常功能。丙二醛是细胞膜氧化的产物之一,它的含量能够准确反映出反映膜脂的过氧化程度。此次试验结果表明在棉花幼苗期以20ppm的浓度外源施加ABA后,三个抗逆性指标:POD、SOD活性增强,MDA含量降低,均指向抗逆性增强,并且效果明显,可见合适浓度的ABA外源施加对棉花抗逆性具有增强作用,以期为棉花在生长期的外施试剂选择以及棉花在干旱以及盐碱地区的种植、提高棉花產量提供指导。
  (作者单位:453003河南科技学院生命科技学院)
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