外源硝普钠（SNP）、甜菜碱及腐植酸对干旱胁迫下鸡冠花种子萌发和幼苗生理的影响

【摘要】鸡冠花(CelosiaargenteaL.)为苋科青葙属一年生草本植物,原产于非洲、亚洲热带地区,能入药也可供观赏和食用。我国鸡冠花主要产于浙江、安徽、山东、四川等地。目前对鸡冠花的主要研究多集中在药用成分以及临床应用等方面。迄今鲜见关于鸡冠花受外部环境胁迫及其恢复性实验的研究报道,尤其关于外源物质缓解鸡冠花植株干旱胁迫伤害的报道甚少。鸡冠花种子萌发和幼苗栽培过程中受到干旱胁迫时,表现出抑制种子萌发和幼苗生长的现象。本研究以鸡冠花种子、幼苗为材料,研究受干旱胁迫之下,不同浓度的外源SNP、甜菜碱、腐植酸对鸡冠花种子萌发指标和幼苗生理生化指标的影响,探讨缓解干旱胁迫的调节机制,为鸡冠花在栽培生产中遇到的干旱胁迫问题提供理论依据和解决方法,也为鸡冠花的大面积推广和规范化种植提供依据。其研究结果如下：15%的PEG-6000模拟干旱处理对鸡冠花种子的萌发有明显的抑制作用,15%的PEG-6000处理鸡冠花种子后,发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数的变化都比较明显;胚根和胚轴的生长也受到相对抑制。在17%的PEG-6000模拟干旱处理下,鸡冠花幼苗受到胁迫处理后,植株形态发生很多相应的变化,主要检测的指标中,茎和基茎显示发育不良现象；植株叶片变小,平均叶面积变小；植株地上部分鲜重、根鲜重、整个植株干重均呈现下降趋势。这些现象反映了,植物生长发育受阻,植株体内物质积累下降,生物量减少的情况。幼苗叶片的光合色素含量也均发生了不同程度的变化；干旱胁迫也明显提高了O2-·和MDA的含量；降低了叶片内渗透物质(脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖)的含量；鸡冠花幼苗叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT等保护酶系)活性在干旱胁迫下也发生不同程度的变化。当被SNP、甜菜碱和腐植酸处理后,各指标均有不同程度的变化,并且每种外源物质在所设置的几个浓度梯度中,恢复效果差异显著,存在着相对效果较好的处理浓度。通过一系列的实验,最终表明SNP、甜菜碱和腐植酸3种外源物质在适宜的浓度下,能够显著的缓解干旱胁迫对鸡冠花种子萌发的抑制作用。受到干旱胁迫的鸡冠花种子在通过3种外源物质处理后,萌发指标包括发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均有不同程度的提高。3种外源物质在提高鸡冠花种子在干旱胁迫下的萌发能力效果中,甜菜碱处理的效果最好,SNP处理的效果次之,腐植酸比起前两种物质效果稍差。干旱胁迫处理下,鸡冠花幼苗的胚根和下胚轴生长也受到了显著性抑制。经过各浓度的SNP、甜菜碱和腐植酸处理后,胚根和下胚轴均有不同程度的增长,对下胚轴的影响更为显著。三种物质对其具体生理生化作用和鸡冠花种子对三种外源物质的响应程度不一致。总之,SNP、甜菜碱和腐植酸对干旱胁迫下鸡冠花种子的萌发都具有明显的缓解作用。在SNP处理浓度为O.10mmol·L-1、甜菜碱处理浓度为20mmo1.L-1、腐植酸处理浓度为100mg.L-1时效果最佳。在17%的PEG-6000模拟干旱处理下,茎和基茎显示发育不良现象；叶片变小,平均叶面积变小；地上部分鲜重、根鲜重、整个植株干重均呈现下降趋势。一定浓度的外源SNP、甜菜碱和腐植酸处理可以有效缓解干旱胁迫对鸡冠花植株茎生长的抑制,促进茎、基茎、叶、根等部位恢复正常生长。外源SNP浓度0.25mmol·L-1,甜菜碱浓度0.50g.L”1,腐植酸在300mg.L-1时,鸡冠花植株的茎长达到最大值。外源SNP浓度0.25mmol·L-1,甜菜碱浓度0.50g.L-1,腐植酸在100mg.L-1时,鸡冠花植株的基茎达到最大值。鸡冠花幼苗植株在干旱胁迫下,用3种外源物质恢复处理以后,叶、根、鲜重、干重的变化情况与茎和基茎类似。3种外源物质处理浓度中均有显著性差异,且呈现出稍有差异的最佳效果。试验结果都显示,一定浓度的外源SNP、甜菜碱、腐植酸促进植株更好地完成形态建成过程。鸡冠花幼苗在经过单一的17%PEG-6000模拟干旱处理后,光合色素含量比起空白对照均有降低的现象,且形成显著性差异。而经过不同质量浓度SNP、甜菜碱、腐植酸处理后,鸡冠花幼苗叶片光合色素含量发生了不同程度的变化。外源SNP浓度0.5mmo1·L-1,甜菜碱浓度1.0g·L-1,腐植酸在200mmg.L-1时,鸡冠花植株叶片的各色素含量均达到最大值。外源SNP浓度0.5mmol·L-1,甜菜碱浓度0.25g.L-1,腐植酸在50mg.L”1时,鸡冠花植株叶片的类胡萝卜素/叶绿素含量比值达到最大值。经过各种不同处理后的鸡冠花幼苗叶片的超氧阴离子(O2–)、MDA含量也产生了不同的变化,在经过单一的PEG-6000处理后(CK2)的02-·和MDA的含量迅速升高。通过不同浓度的SNP、甜菜碱、腐植酸处理后缓解了超氧阴离子(02-·)和MDA的含量升高趋势,并且0.5mmol·L-1SNP、1.0g.L-1甜菜碱、200mg.L-1腐植酸处理(T4、T10和T16)叶片中超氧阴离子(O2-·)和MDA的含量降低到最小值,恢复效果最为明显。说明不同浓度SNP、甜菜碱、腐植酸处理能够有效地减缓两者对细胞膜造成的氧化伤害,缓解干旱胁迫下幼苗生长受到的氧化伤害。单纯的模拟干旱胁迫条件下,鸡冠花通过积累可溶性渗透调节物质来缓解干旱胁迫伤害。鸡冠花幼苗受到干旱胁迫后,叶片中可溶性糖和脯氨酸含量比空白对照显著增加,可溶性蛋白含量显著降低,均与空白对照相比差异显著。当用外源物质恢复处理后,叶片中可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量均有不同程度的增加。在SNP浓度为0.5mmol·L-1、甜菜碱浓度1.0g·L-1、腐植酸浓度200mg·L-1时达到最大值。在SNP为0.5mmol·L-1、甜菜碱0.5g.L”1、腐植酸100mg.L-1时游离脯氨酸增加到最大值。喷施外源物质后,鸡冠花的可溶性渗透调节物质含量上升,主要是由于外源物质增强了植株的活性氧清除能力,保持细胞膜的稳定性,使得渗透调节机制得以进行,可溶性物质得以积累,以保证水分的正常代谢,提高鸡冠花幼苗的耐旱性。不同浓度SNP、甜菜碱、腐植酸处理后,渗透调节物质含量呈现相似变化趋势,但最佳浓度稍有差别。在经过干旱胁迫后,鸡冠花幼苗几种保护酶活性均有大幅度的提高,与空白对照相比差异显著,这说明鸡冠花幼苗对胁迫的反应比较明显。在经过不同浓度的外源SNP、甜菜碱、腐植酸处理后,SOD、POD、CAT和APX酶活性均呈现出显著升高的趋势。这几种保护酶系在植物体内主要协同作用消除积累的活性氧(ROS),防止自由基对生物膜结构和功能造成伤害。体现出3种外源物质可以有效地清除因为膜质过氧化积累下来的活性氧,从而起到缓解干旱胁迫的作用SOD、POD、CAT酶活性在SNP0.5mmol·L-1、甜菜碱1.0g·L’、腐植酸200mg·L-1时,其升高到最大值,效果最好。当SNP浓度为0.25mmol·L1、甜菜碱浓度0.5g·L-1、腐植酸浓度100mg·L-1时,APX酶活性达到最大值。综上所述,在本实验中,鸡冠花种子萌发时受到干旱胁迫时,对其施加SNP、甜菜碱、腐植酸,通过测定各萌发指标的变化及胚根和胚轴长度的变化,得到缓解鸡冠花种子萌发过程中受到的干旱胁迫伤害的最佳浓度(0.1Ommol·L-1的SNP,20mmol·L-1的甜菜碱,100-200mg·L-‘的腐植酸)。而综合比较3种外源物质对鸡冠花幼苗的恢复效果,得到缓解鸡冠花幼苗干旱胁迫伤害的最佳浓度(0.25～0.50mmol·L-1的SNP,0.50～1.00g·L-1的甜菜碱,200-300mg·L-1的腐植酸)。
【作者】王娟；
【导师】何平；
【作者基本信息】西南大学，植物学，2014，硕士
【关键词】鸡冠花；干旱胁迫；SNP；甜菜碱；腐植酸；形态特征；生理特性；

【参考文献】
[1]张鹤.基于卫星通信的海上石油平台远程监控系统的研究与设计[D].浙江工业大学,2009.
[2]胡晓冬,马磊,姚建华,陈智君,VolodymyrKovalenko.用于激光再制造的沸腾式送粉器仿真与控制优化[J].应用激光,2013,01:24-29.
[3]王祺.釉面和托槽联合处理后再粘结强度的研究[D].遵义医学院,口腔临床医学（专业学位）,2014,硕士.
[4]张晶.基于效用理论的灾后配电网多故障抢修实时调整策略研究[D].燕山大学,电力系统及其自动化,2014,硕士.
[5]张振山,柴天佑,李小平,邓长辉,宋贤武.棒材连轧机立式活套的多变量自适应解耦控制[J].自动化学报,2001,06:744-751.
[6]于志清.青藤碱对消化液分泌的影响及其机制的实验研究[D].兰州大学,外科学,2013,硕士.
[7]杨文华.协作分集技术及其在LTE上行系统中的应用研究[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2011,硕士.
[8]程丽芬.古旧新闻纸脱酸剂的筛选及其超声辅助脱酸效果的研究[D].广东工业大学,化学工程（专业学位）,2014,硕士.
[9]李秀娟.社会网络视角下教育虚拟社区知识共享研究[D].华中师范大学,教育技术学,2014,硕士.
[10]戴立民.基于遗传算法的装配顺序规划研究[D].河北工业大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[11]黄胜龙.汽车发动机ECU的自动化HIL仿真测试平台的研究与实现[D].吉林大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[12]黄鹏远.不同条件下三种失效状态可修系统的最优更换策略研究[D].兰州理工大学,运筹学与控制论,2013,硕士.
[13]孙出.水稻早衰突变体els-R7954的性状鉴定、生理生化特性研究及基因定位[D].浙江大学,生物物理学,2013,硕士.
[14]俞加伟,陈年泼,郑志龙,华惊宇.气象雷达中雨滴谱回波参数建模技术研究[J].杭州电子科技大学学报,2013,05:114-117.
[15]赵学明.论王统照的文学创作与酒[D].吉林大学,中国现当代文学,2014,硕士.
[16]王文晶.人造毛皮行业袋式除尘器的优化设计[D].东华大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.
[17]张超.研讨会口译难点及策略[D].广东外语外贸大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[18]兰海.斜流式风机叶轮准三元设计与分析[D].西北工业大学,航空宇航推进理论与工程,2004,硕士.
[19]刘天霖.高中教师魅力（他评版）问卷的修订及区域性常模的建立[D].湖南师范大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[20]王孝高.单纯球囊扩张与球囊扩张+支架植入术治疗左髂静脉受压综合征的疗效分析[D].蚌埠医学院,外科学,2013,硕士.
[21]刘蕾.人参食用对鼠学习记忆的影响[D].吉林大学,药理学,2013,硕士.
[22]王永芳.科尔沁沙地耕地沙漠化生态风险评价[D].内蒙古师范大学,自然地理学,2012,硕士.
[23]于莹莹.生鲜农产品配送路径优化技术研究[D].南京邮电大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[24]游晓良.非线性TMD系统对斜拉桥振动控制研究[D].中南林业科技大学,结构工程,2013,硕士.
[25]武骏,杜森,张德华,柳扬.电信网络设备的运行试验[J].世界电信.2003(Z1)
[26]肖朝虎.数据挖掘助竞争[N].中国计算机报,2002-04-22.
[27]袁广才.Pentacene基有机薄膜晶体管性能改善机制的研究[D].北京交通大学,2009.
[28]马丽.辽宁省现代服务业的发展研究[D].辽宁大学,统计学,2012,硕士.
[29]王利华.gus基因线性片段花粉管通道法转化大豆的研究[D].大连理工大学,生物化工,2004,硕士.
[30]周世越,陈刚.关于HMIS建设的实践与思考[J].上海铁道科技.2003(02)
[31]吴一.小额诉讼程序探析[D].复旦大学,法律,2012,硕士.
[32]王兵.通信设备制造企业核心竞争力评价[D].四川大学,工商管理,2003,硕士.
[33]黄振有.镁合金搅拌摩擦搭接焊接头工艺与力学性能的研究[D].兰州理工大学,材料加工工程,2014,硕士.
[34]虞肖鹏.化学物质对环境影响的综合因子[D].浙江大学,化学工程,2004,硕士.
[35]王敏,赵军.一类不确定非线性切换系统的L2-增益分析与控制综合(英文)[J].自动化学报,2009,11:1459-1464.
[36]陈赤洲.山西中北部岩浆作用特点及构造背景研究[D].太原理工大学,矿产普查与勘探,2012,硕士.
[37]张建平1　马芳１　马利２.基于OPC技术的工业现场异构系统集成软件的开发[J].电子技术与软件工程,2014,18:76.
[38]杨小舟.知识经济时代企业知识管理、知识管理战略与核心竞争力研究[D].西安电子科技大学,2005.
[39]王薇,任红星,胡震超,王海洋,柳景青,楼莉萍,何晓芳,周晓燕,裘尚德,傅柳松,胡宝兰.管材对供水管网生物膜微生物种群多样性的影响[J].环境科学学报,2015,03:699-704.
[40]李波.后殖民语境下的莫言小说创作[D].山东大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[41]吴丽芳.南海北部沉积物中黄铁矿分布特征及其对天然气水合物的指示意义[D].厦门大学,海洋地质,2014,硕士.
[42]边学军.吉林油田未上市业务全面预算管理研究[D].吉林大学,会计,2012,硕士.
[43]李洋.半导体TEC测试系统的研发[D].武汉理工大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[44]李风环,郑德权,赵铁军.基于浅层语义分析的主题事件的时间识别[J].山东大学学报(理学版).
[45]吴丽萍.农村初中校本课程开发与实施探索[D].华中师范大学,教育管理,2014,硕士.
[46]赵诗.资本配置效率评价及资本逐利转移影响因素研究[D].浙江工业大学,产业经济学,2012,硕士.
[47]严又生,魏新.关于井间地震层析成像中几个问题的探讨[J].石油地球物理勘探,1997,04:492-502+604.
[48]朱敏智.新型超高速卷接机供丝成条系统设计[D].湖南大学,机械工程,2012,硕士.
[49]宋健平.淀粉基微胶囊缓释杀菌剂的制备及释放动力学研究[D].辽宁工程技术大学,材料学,2012,硕士.
[50]井慧宁.朱自清散文英译中通感美学价值的对比研究[D].西安工业大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.