高浓度co2缓解高温胁迫对高羊茅影响的抗氧化机制
摘要： 以冷型草高羊茅为实验材料，在高CO2浓度（800ppm）或当前CO2浓度（400ppm) ，高温（35℃/30℃，日/夜）或正常温度（25℃/20℃，日/夜）人工气候室复合处理下,研究高浓度CO2缓解高温胁迫对其影响的抗氧化机制。结果表明，高温胁迫抑制了高羊茅的生长发育，削弱了光合能力，而高浓度极大缓解了高温对高羊茅的不利影响，主要体现在显著升高的Pn和降低的黄绿比。产生以上结果与高浓度CO2对光系统2（PSⅡ）和细胞膜的保护作用（Fv/Fm、EL、MDA）、活性氧ROS的有效清除，以及抗氧化酶活性（SOD、CAT、APX）的提高有关。
目录
摘要1
Abstract1
引言2
1材料与方法 2
1.1实验材料 2
1.2实验设计 2
1.3指标测定 2
1.4数据处理 3
2结果与分析 3
2.1叶片衰老对高浓度CO2与高温的响应 3
2.2相对生长速率和净光合速率对高浓度CO2与高温的响应4
2.3光化学效率对高浓度CO2与高温的响应5
2.4电解质外渗率和丙二醛含量对高浓度CO2与高温的响应 6
2.5过氧化氢和超氧根离子含量对高浓度CO2与高温的响应 7
2.6抗氧化物酶系统对高浓度CO2与高温的响应 8
3结论与讨论11
致谢12
参考文献12
高浓度CO2缓解高温胁迫对高羊茅影响的抗氧化机制
引言
引言
植物生长与CO2和温度有关。研究表明，高浓度CO2和适宜温度能够促进植物生长[1]，高温不利于植物生长，如C3植物很难越夏。近年来，随着大气CO2浓度升高，全球气候变暖，严重威胁植物正常生长,如提高蒸腾速率，导致叶片失水过多,萎蔫；光合能力下降，抑制生长等。
草坪因其绿化和娱乐功能，而迅速发展，但全球气候变暖，使草坪技术如履薄冰，如在南方七八月份，高温是影响冷季型草坪草生长的重要胁迫因子，使一些草坪草萎黄、甚至死亡。这主要是因为，在高温胁迫条件下，植物代谢产生的具有超氧化性的活性氧累积过多，高温同时导致一些保
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
护酶活性下降，从而使植物体内的抗氧化系统无法有效清除活性氧，导致活性氧的产生与清除失去动态平衡[2]，引起氧化胁迫，膜脂过氧化，破环膜结构，膜结构稳定性的失衡使得代谢紊乱，生物生长受阻[3]，胁迫程度越大，对植物的伤害越大。植物体内的抗氧化系统在植物正常生长情况下可以维持活性氧平衡，如其中超氧化物歧化酶（SOD）可催化O2成H2O2,CAT、APX和POD可将H2O2转化为无毒物质，从而防止膜脂过氧化，维持膜结构稳定性，保证植物正常生命活动，维持植物生长。研究表明，高羊茅作为草坪建植中普遍使用的冷季型草坪草，高浓度CO2能缓解高温对其造成的不利影响[4]。因此，本课题在抗氧化系统方面研究高浓度CO2缓解高温对高羊茅的影响，阐释高浓度CO2对高温胁迫草坪草的缓解机制，以为未来气候变化条件下抗逆草坪草的选育提供一定理论基础。
1 材料与方法
1．1实验材料
以冷型草坪草高羊茅(cv.‘Rembrandt’)为研究材料，高羊茅草皮取自大学草业学院楼下实验地，并移栽在以营养土为基质的PVC管中，修剪成一致高度。
1.2实验设计
采用CO2浓度×温度双因素设计。其中，CO2浓度设对照（当前CO2浓度400ppm）和倍增CO2浓度800ppm 2个处理；温度设高温组（白天35℃/夜间30℃）和正常组（白天25℃/夜间20℃）2个处理，实验共标记为25400、35400、25800和35800 四个处理，5次重复。将标记后的PVC管置于人工气候室内培养。高温处理组每周浇水1次，常温组每2天浇水1次，所有处理浇施营养液12次。
1.3 指标测定
在不同CO2浓度和温度复合处理的第7d、14d、21d和28d，测定植物叶片黄绿比、相对生长速率、电导率、净光合速率和光化学效率。同期，采集一定量样品包在锡箔纸中，低温保存，用于植物过氧化氢、超氧根离子含量、抗氧化酶活性和丙二醛含量测定。
叶片黄绿比，通过数每管中高羊茅绿叶、黄叶平均株数计测。
相对生长速率（Gr），用直尺测量高羊茅植株从叶顶部到叶基的平均高度,其与生长间隔的比值即Gr。
叶片净光合速率（Pn)，利用便携式红外分析仪(Li6400, LICOR, Inc., Lincoln, NB, USA)测定。将适量的第2叶龄叶片夹进6 cm2内置有红蓝光源的叶室，设置600 μmolphoton m1s1光强和25℃，设定一致的参比室CO2浓度与所对应的生长室CO2浓度，然后测定Pn。
光化学效率（Fv/Fm)，将叶片夹进荧光诱导监视器,黑暗处理30min,然后读数并记录。
超氧根离子含量测定，称取0.2 g材料, 加3mL65 mmol/ L磷酸钾缓冲液(pH 7.8）及少许石英砂, 研磨后，10000 r/ min 离心15 min, 取并定容至3 mL，加65 mmol/ L 磷酸钾缓冲液0.4 ml和10 mmol/ L 盐酸羟胺0.1 ml, 25℃水浴10 min, 再加0.5 ml 上清液, 25℃水浴20 min，加入1ml 58 mmol/ L磺胺, 摇匀, 再加入7mmol/ L α萘胺1ml,25℃水浴20 min, 加入等体积(3 ml) 色素萃取液三氯甲烷, 并于10000 r/ min离心6 min, 取粉红色水相( 上层) 测定A530。
过氧化氢含量测定，称取样品0.5g，在5 ml 0.1%（w/v）三氯乙酸中冰浴研磨，匀浆在4℃下12000 r/min离心15 min。取上清液0.5 ml，与0.5 ml 0.1 mol/l磷酸钾缓冲液（ pH 7.0）、1 ml 1 mol/l KI溶液混合，于室温黑暗下静置1 h后，测定390nm处吸光度。H2O2含量通过标准曲线计算。
电导率：从每处理管中随机称取0.2g左右新鲜叶片，用去离子水润洗后浸泡在40ml去离子水中，置于摇床上24h后用电导率仪测定溶液最初电导率（Cinitial）；然后将叶片置于烘箱中，100℃处理30min后冷却到室温，放在摇床上12h后测定最大电导率（Cmax）。用Cinitial /Cmax的百分比表示电导率。
目录
摘要1
Abstract1
引言2
1材料与方法 2
1.1实验材料 2
1.2实验设计 2
1.3指标测定 2
1.4数据处理 3
2结果与分析 3
2.1叶片衰老对高浓度CO2与高温的响应 3
2.2相对生长速率和净光合速率对高浓度CO2与高温的响应4
2.3光化学效率对高浓度CO2与高温的响应5
2.4电解质外渗率和丙二醛含量对高浓度CO2与高温的响应 6
2.5过氧化氢和超氧根离子含量对高浓度CO2与高温的响应 7
2.6抗氧化物酶系统对高浓度CO2与高温的响应 8
3结论与讨论11
致谢12
参考文献12
高浓度CO2缓解高温胁迫对高羊茅影响的抗氧化机制
引言
引言
植物生长与CO2和温度有关。研究表明，高浓度CO2和适宜温度能够促进植物生长[1]，高温不利于植物生长，如C3植物很难越夏。近年来，随着大气CO2浓度升高，全球气候变暖，严重威胁植物正常生长,如提高蒸腾速率，导致叶片失水过多,萎蔫；光合能力下降，抑制生长等。
草坪因其绿化和娱乐功能，而迅速发展，但全球气候变暖，使草坪技术如履薄冰，如在南方七八月份，高温是影响冷季型草坪草生长的重要胁迫因子，使一些草坪草萎黄、甚至死亡。这主要是因为，在高温胁迫条件下，植物代谢产生的具有超氧化性的活性氧累积过多，高温同时导致一些保
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
护酶活性下降，从而使植物体内的抗氧化系统无法有效清除活性氧，导致活性氧的产生与清除失去动态平衡[2]，引起氧化胁迫，膜脂过氧化，破环膜结构，膜结构稳定性的失衡使得代谢紊乱，生物生长受阻[3]，胁迫程度越大，对植物的伤害越大。植物体内的抗氧化系统在植物正常生长情况下可以维持活性氧平衡，如其中超氧化物歧化酶（SOD）可催化O2成H2O2,CAT、APX和POD可将H2O2转化为无毒物质，从而防止膜脂过氧化，维持膜结构稳定性，保证植物正常生命活动，维持植物生长。研究表明，高羊茅作为草坪建植中普遍使用的冷季型草坪草，高浓度CO2能缓解高温对其造成的不利影响[4]。因此，本课题在抗氧化系统方面研究高浓度CO2缓解高温对高羊茅的影响，阐释高浓度CO2对高温胁迫草坪草的缓解机制，以为未来气候变化条件下抗逆草坪草的选育提供一定理论基础。
1 材料与方法
1．1实验材料
以冷型草坪草高羊茅(cv.‘Rembrandt’)为研究材料，高羊茅草皮取自大学草业学院楼下实验地，并移栽在以营养土为基质的PVC管中，修剪成一致高度。
1.2实验设计
采用CO2浓度×温度双因素设计。其中，CO2浓度设对照（当前CO2浓度400ppm）和倍增CO2浓度800ppm 2个处理；温度设高温组（白天35℃/夜间30℃）和正常组（白天25℃/夜间20℃）2个处理，实验共标记为25400、35400、25800和35800 四个处理，5次重复。将标记后的PVC管置于人工气候室内培养。高温处理组每周浇水1次，常温组每2天浇水1次，所有处理浇施营养液12次。
1.3 指标测定
在不同CO2浓度和温度复合处理的第7d、14d、21d和28d，测定植物叶片黄绿比、相对生长速率、电导率、净光合速率和光化学效率。同期，采集一定量样品包在锡箔纸中，低温保存，用于植物过氧化氢、超氧根离子含量、抗氧化酶活性和丙二醛含量测定。
叶片黄绿比，通过数每管中高羊茅绿叶、黄叶平均株数计测。
相对生长速率（Gr），用直尺测量高羊茅植株从叶顶部到叶基的平均高度,其与生长间隔的比值即Gr。
叶片净光合速率（Pn)，利用便携式红外分析仪(Li6400, LICOR, Inc., Lincoln, NB, USA)测定。将适量的第2叶龄叶片夹进6 cm2内置有红蓝光源的叶室，设置600 μmolphoton m1s1光强和25℃，设定一致的参比室CO2浓度与所对应的生长室CO2浓度，然后测定Pn。
光化学效率（Fv/Fm)，将叶片夹进荧光诱导监视器,黑暗处理30min,然后读数并记录。
超氧根离子含量测定，称取0.2 g材料, 加3mL65 mmol/ L磷酸钾缓冲液(pH 7.8）及少许石英砂, 研磨后，10000 r/ min 离心15 min, 取并定容至3 mL，加65 mmol/ L 磷酸钾缓冲液0.4 ml和10 mmol/ L 盐酸羟胺0.1 ml, 25℃水浴10 min, 再加0.5 ml 上清液, 25℃水浴20 min，加入1ml 58 mmol/ L磺胺, 摇匀, 再加入7mmol/ L α萘胺1ml,25℃水浴20 min, 加入等体积(3 ml) 色素萃取液三氯甲烷, 并于10000 r/ min离心6 min, 取粉红色水相( 上层) 测定A530。
过氧化氢含量测定，称取样品0.5g，在5 ml 0.1%（w/v）三氯乙酸中冰浴研磨，匀浆在4℃下12000 r/min离心15 min。取上清液0.5 ml，与0.5 ml 0.1 mol/l磷酸钾缓冲液（ pH 7.0）、1 ml 1 mol/l KI溶液混合，于室温黑暗下静置1 h后，测定390nm处吸光度。H2O2含量通过标准曲线计算。
电导率：从每处理管中随机称取0.2g左右新鲜叶片，用去离子水润洗后浸泡在40ml去离子水中，置于摇床上24h后用电导率仪测定溶液最初电导率（Cinitial）；然后将叶片置于烘箱中，100℃处理30min后冷却到室温，放在摇床上12h后测定最大电导率（Cmax）。用Cinitial /Cmax的百分比表示电导率。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/nongxue/cykx/54.html
