评职称论文范文探究当前大豆种植管理技术的新发展模式措施及意义

　　摘要：为了进一步弄清干旱胁迫下NO产生的来源,本试验检测了干旱胁迫下NOS和NR活性的变化。如图3所示,干旱胁迫下大豆根中NOS和NR活性变化趋势与NO产生趋势一致。PEG处理显著增加了NOS和NR活性,且NOS比NR增加的幅度大。结果表明,干旱胁迫下NO来源于NOS和NR两条途径,但是主要来源于NOS途径。

　　关键词：大豆种植,植物管理,农业技术

　　逆境胁迫下,植物体内会产生大量的活性氧,对植物造成氧化伤害。然而,植物在遭受逆境时,其体内也会产生相应的活性氧清除机制。研究表明,SOD、CAT和POD是几种重要的抗氧化酶,在清除活性氧保护植物避免遭受活性氧诱导的氧化伤害中发挥着重要的作用[。现已在小麦、大豆、刺槐、枳[等多种植物中发现干旱胁迫诱导的抗氧化酶活性的增加与植物的抗旱性有关。但有关抗氧化酶系统与植物抗旱性关系的研究结果也不尽相同,这可能与植物的种类、胁迫程度、抗氧化酶系统活性大小等因子的不同都有关系。本试验结果表明,干旱胁迫处理增强了大豆根中SOD、CAT和POD活性,说明大豆根中也存在着类似的活性氧清除的机制,这与莫红等在干旱胁迫下大豆叶片抗氧化酶活性的研究中得到的结论是一致的。

　　然而,目前对于干旱胁迫下抗氧化酶活性的调节机制仍不清楚。大量证据表明,NO参与了植物多种非生物胁迫响应,包括盐胁迫、干旱胁迫、低温胁迫、UV-B辐射等,并能增强植物对逆境的耐受性。有证据表明,干旱胁迫下施用外源NO可增强抗氧化酶活性并缓解干旱胁迫对植物造成的伤害。本试验结果也进一步证实了外源NO可增强大豆根中抗氧化酶活性。这些研究结果表明NO可能参与了干旱胁迫条件下大豆中抗氧化酶活性的调节,但是以前的研究都是集中在探讨外源NO对抗氧化酶活性的影响,很少有探讨干旱胁迫下内源NO是否参与了大豆抗氧化酶活性调节的报道。

　　农业论坛推荐：《植物检疫》是由中华人民共和国新闻出版总署、正式批准公开发行的优秀期刊。自创刊以来，以新观点、新方法、新材料为主题，坚持"期期精彩、篇篇可读"的理念。植物检疫内容详实、观点新颖、文章可读性强、信息量大，众多的栏目设置，植物检疫公认誉为具有业内影响力的杂志之一。植物检疫并获中国优秀期刊奖，现中国期刊网数据库全文收录期刊。

　　本试验结果表明,干旱胁迫处理增加了大豆根中NO的产生,当干旱胁迫诱导的NO被抑制或被清除时,干旱胁迫诱导的抗氧化酶活性也被抑制,表现出与NO产生呈正相关的关系,表明NO参与了干旱胁迫下抗氧化酶活性的调节。为了弄清干旱胁迫下内源NO产生途径,本试验中运用了NOS和NR抑制剂。结果表明,NOS和NR抑制剂处理均抑制了干旱胁迫下NO的产生,并且NOS抑制剂处理比NR抑制剂处理抑制程度更大,表明干旱胁迫下NOS途径和NR途径干旱胁迫下均能产生NO,而且NOS途径对NO产生的贡献更大。为了进一步证实这个结论,本试验检测了干旱胁迫下NOS和NR活性。结果表明,干旱胁迫增加了NOS和NR活性,并且NOS活性的增幅比NR活性的增幅大,表明干旱胁迫下NOS途径对NO的产生确实起着主要作用。以前有研究报道,NOS介导的NO产生参与了拟南芥中盐胁迫响应,而在红芸豆中发现NR介导的NO参与了盐胁迫响应。此外,干旱胁迫条件下NOS介导的NO产生参与了枳中干旱胁迫响应。这些研究结果表明,植物中NOS途径或NR途径对NO产生贡献的大小可能取决于植物种类和环境胁迫的种类。

　　干旱胁迫刺激了大豆根中NOS和NR活性的增加,从而增强了NO产生;增强的NO使干旱胁迫下抗氧化酶活性增强,使得植物体内避免活性氧的过量累积而对植物细胞造成氧化伤害,从而增强植物的抗旱性。但对于干旱胁迫下NO对抗氧化酶活性的调节机制还需要进一步研究。

　　一氧化氮(NO)是生物体中重要的氧化还原信号分子,在植物体内的酶促途径主要是通过硝酸还原酶(NR)和一氧化氮合成酶(NOS)催化合成[6]。大量的研究表明,NO参与了植物生长发育和环境胁迫响应过程,如种子萌发、根生长、细胞凋亡、防御相关基因的表达以及植物的耐逆反应等[7,8]。近些年来,NO对植物抗逆性调节作用的研究已经受到了广泛的重视。在小麦[3]、刺槐[9]、枳[10]等植物中的证据表明,施用外源NO可缓解干旱胁迫对植物造成的伤害,其原因与NO增强的抗氧化酶活性密切相关。但是,对于干旱胁迫下内源NO是否参与了植物抗氧化酶活性的调节目前还不清楚。

　　目前对于干旱胁迫下NO与抗氧化酶关系的研究多集中于外源NO对抗氧化酶系活性的影响,很少探讨干旱胁迫下内源NO对调节抗氧化酶系的作用。本研究以大豆为试验材料,利用NO清除剂、NO产生途径相关抑制剂处理,探讨了干旱胁迫下内源NO在调节抗氧化酶中的作用以及干旱胁迫下NO的产生来源,以期为大豆抗旱机理的研究和选育抗旱品种提供理论依据。

　　1材料与方法

　　1.1供试材料

　　供试大豆(Glycine max)品种为河南省大面积种植的豫豆19(种子由河南省农业科学院提供)。

　　1.2材料培养

　　挑选大小一致的大豆种子,用5%次氯酸钠消毒15 min后,用自来水反复冲洗干净,放入水中浸泡3 h使种子充分吸胀,然后将种子于恒温箱内25 ℃黑暗条件下萌发2 d。挑选萌发一致的大豆种子,将其种在放有蛭石的托盘里,并用1/4 Hoagland溶液浇灌。培养条件:25 ℃,14 h光周期,相对湿度控制在70%。

　　1.3材料处理

　　以聚乙二醇(PEG)6000模拟干旱胁迫处理。将生长3 d的幼苗取出洗净后转移到盛有10% PEG、 100 μmol/L 硝普钠(SNP)、200 μmol/L N-硝基-L-精氨酸(L-NNA)、20 μmol/L叠氮化钠(NaN3)和200 μmol/L 2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物(PTIO)溶液的塑料容器中进行不同处理。处理24 h后收集大豆主根用于各项指标的测定。

　　1.4测定方法

　　相对电导率采用DDS-307A型电导率仪测定,参照Wang等[11]的方法;丙二醛(MDA)含量测定采用硫代巴比妥酸法[11];超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氮蓝四唑(NBT)光氧化还原法[12],SOD活性以抑制NBT光化还原的50%为一个酶活性单位;过氧化氢酶(CAT)活性测定参照Wang等[12]的方法,CAT活性以消耗1 μmol(H2O2)/min为一个酶活性单位;过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法[12],以每分钟A470 nm变化0.01为1个酶活性单位。NO含量通过氧合血红蛋白向高铁血红蛋白转化的量来计算,参照Murphy等[13]的方法;NOS和NR活性测定参照Tian等[14]的方法。所测指标均选用大豆的主根为试验材料,3次重复,取平均值。

　　2结果与分析

　　2.1干旱胁迫对大豆幼苗相对电导率和MDA含量的影响

　　相对电导率和MDA含量是反映植物细胞遭受伤害程度的常用指标。由图1可知,5% PEG处理大豆1 d,根中相对电导率和MDA含量略微增加;随着PEG用量的增加,相对电导率和MDA含量表现出显著增加的趋势。从形态上看,15% PEG处理时,植株表现出明显的萎蔫现象;20%PEG处理时则表现出非常严重的萎蔫。表明轻度胁迫(5% PEG)对大豆相对电导率和MDA含量影响较小,重度胁迫(>15% PEG)对其影响则较大。根据以上试验结果,后续试验选定中等胁迫程度(10% PEG)进行干旱胁迫处理。

　　2.2干旱胁迫下NO对大豆幼苗抗氧化酶活性的影响

　　如表1所示,PEG处理显著增加了大豆根中SOD、CAT和POD的活性,比对照分别增加了59.7%、91.5%和75.9%。SNP(NO供体)处理则进一步增加了干旱胁迫下大豆根中SOD、CAT和POD活性,分别比PEG处理增加了15.2%、27.9%和33.3%。结果表明,外源NO可增加干旱胁迫诱导的抗氧化酶活性。PTIO(NO清除剂)处理则抑制了干旱胁迫诱导的抗氧化酶活性,表现出与对照相近的水平,表明内源NO参与了干旱胁迫诱导的抗氧化酶活性的调节。L-NNA(NOS抑制剂)处理显著地抑制了干旱胁迫下大豆根中SOD、CAT和POD活性;NaN3(NR抑制剂)处理也抑制了干旱胁迫下大豆根中SOD、CAT和POD活性。这些结果表明,NOS和NR介导的NO产生途径均参与了干旱胁迫下抗氧化酶活性的调节,并且NOS途径起着主导作用。

　　2.3干旱胁迫对大豆幼苗NO产生的影响

　　为了进一步证实NO参与调节了干旱胁迫下抗氧化酶活性的诱导,本试验检测了干旱胁迫下NO的产生情况。如图2所示,干旱胁迫下大豆根中NO产生情况与抗氧化酶活性变化趋势一致。PEG处理增加了NO的产生,与对照相比增加了89.3%;PTIO处理则完全抑制了干旱胁迫诱导的NO产生;L-NNA和NaN3处理均抑制了干旱胁迫下NO产生,与PEG处理相比均显著降低。这些结果进一步表明,干旱胁迫下NO参与了抗氧化酶活性的调节。

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