硅对干旱胁迫下小麦幼苗的生理生化作用机理研究

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1、浙江大学硕士学位论文摘要本研究选取两个小麦品种陇春8139和定西24为试验材料，以20％(w／v)的聚乙二醇一6000(PEG．6000，渗透势约为．O．5MPa)模拟环境干旱胁迫，以1．0mM的NaSi04作为硅源提供外源硅，采用Hoagland营养液水培的方法研究了硅对干旱胁迫下两个小麦品种生长情况的影响。实验主要从小麦的生长状况和细胞亚显微结构、活性氧及其清除防御体系、水分状况及相关激素含量四个方面研究了硅与干旱胁迫对两个品种小麦的作用效果。从小麦的生长参数分析发现，加硅提高了正常条件下陇春8139和干旱胁迫下定西24地上部干物重及叶

2、绿素含量，减少了两个小麦品种幼苗细胞膜的电解液渗漏及细胞膜酯过氧化产物丙二醛(MDA)的含量。干旱胁迫使小麦幼苗叶绿体片层结构严重降解、内囊体排列杂乱无章、叶绿体长宽比变小趋近于圆形、嗜锇颗粒较多，造成了线粒体内嵴严重降解、线粒体长宽比变小趋近圆形；加硅处理对细胞器的这种干旱损伤有显著的缓解作用。其中，硅对敏感型小麦陇春8139的作用效果较为明显。干旱胁迫增加了小麦幼苗体内的过氧化氢(H202)含量，硅的加入显著降低了其含量。在酶系抗氧化体系方面，干旱胁迫提高了定西24小麦体内的SOD、POD、CAT和APX活性，加硅处理使CAT的活性有所

3、下降，但显著增强了其它抗氧化酶的活性；而干旱及硅处理对陇春8139抗氧化酶系却有相反的影响；同时，我们对不同处理下POD的同工酶系的变化做了初步研究，发现硅和PEG同时处理下分子量约为40kd的POD同工酶有显著的变化。硅和PEG同时处理显著的降低了陇春8139中该同工酶的活性，而增加了定西24中该同工酶的活性。另外，干旱胁迫降低了两个小麦品种中抗氧化物抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的含量，而加硅则显著增加了其含量。在水分状况方面，干旱胁迫降低了小麦幼苗的总含水量、相对含水量和叶片水势，加硅显著提高了该水分状况，且对陇春8139的作

4、用效果较显著。在渗透调节物方面，干旱胁迫提高了脯氨酸的浓度，加硅提高了正常条件下定西24体内的脯氨酸浓度、降低了陇春8139的脯氨酸浓度，在干旱胁迫下对定西24体内脯氨酸浓度的下降效果比较显著；干旱胁迫降低了定西24体内的可溶性糖浓度，但却增加了陇春8139的可11浙江大学硕士学位论文溶性糖浓度，’而加硅则使两种小麦的可溶性糖都有显著增加。硅及干旱对两种小麦的金属离子Na、Mg、K、Ca浓度影响比较复杂。外源硅的加入降低了干旱胁迫下小麦体内的ABA、IAA含量；对JA的影响随小麦品种不同而异，加硅能够持续降低干旱胁迫下陇春8139体内的JA

5、含量，但对定西24小麦的降低作用只维持在胁迫的前5天。关键词：小麦；硅；干旱胁迫；生长状况；活性氧清除体系；水分状况；激素III浙江大学硕士学位论文PhysiologicalandbiochemicalmechanismsofsiliconeffectonwheatseedlingsunderdroughtstressAbstractInthispaper,wheatcultivarsLongchun8139andDingxi24wereusedtoinvestigatetheeffectofsilicon(Si)anddroughtstr

6、essonplantgrowthandultrastructureofcells，reactiveoxygenspeciesanditsdefensesystem，waterrelations，hormonelevelsinwheatseedlings．Thedroughtstresswassimulatedbyadding20％(w／v)PEG．6000intotheHoaglandhydroponicnutrientsolution(osmoticpotentialisabout—O．5MPa)，andSiwassuppliedbyNa

7、Si04．ExogenousSiincreasedtheshootdryweightandchlorophyllcontentofLongchun8139undernormalconditionandDingxi24underdroughtstress，whiledecreasedelectrolyteleakageofthecellmembraneandMDAcontentwhichWastheperoxidationproductofthemembraneinwheatseedling．Underwaterstress，thechlor

8、oplastlamellarstructuredegradedsefiously，thylakoidarrangeddisorganized，chloroplastaspectr