外源抗坏血酸对盐胁迫下吊兰生长的影响(附件)
由于土地盐碱化的不断加深，盐碱已经成为植物生长、发育、繁殖的重要限制因素。经研究发现，抗坏血酸能在一定程度上缓解盐碱对植物的影响。过往的研究主要集中在农作物及草坪草的抗盐碱机制上，很少研究观赏植物的抗盐碱机制以及缓解方法。为探明抗坏血酸（AsA）对盐胁迫下吊兰生长的调控作用，本课题研究了不同浓度AsA处理对1% NaCl胁迫下吊兰（金心吊兰）生长的影响，通过测定其生理及形态指标及其变化阐明盐胁迫的伤害和AsA的缓解机理。结果表明，外施AsA有效缓解了盐胁迫下吊兰的不良生长，本实验中以0.75mmol/L外源AsA缓解效果最好。关键词 盐胁迫，抗坏血酸，吊兰，AsA
目 录
1 引言 1
2 材料与方法 3
2.1 试验材料与地点 3
2.2 试验设计 3
2.3 试验处理 3
2.4 试验指标 4
2.5 测定方法 4
2.6 数据分析 4
3 结果与分析 5
3.1 不同浓度外源AsA对盐胁迫下吊兰形态生长的影响 5
3.2 不同浓度的外源AsA对盐胁迫下吊兰叶绿素含量的影响 6
3.3 不同浓度外源AsA对盐胁迫下吊兰的抗氧化物酶活性的影响 6
3.4 不同浓度的外源AsA对盐胁迫下吊兰丙二醛（MDA）的影响 8
4 讨论 9
结 论 13
致 谢 14
参 考 文 献 15
1 引言
吊兰（Chlorophytum comosum）是非常常见的绿色植物，不仅具有观赏价值，还具有一定的药用价值以及吸附有害物质，净化环境的作用。吊兰并不娇贵，栽培容易，水培和土培皆可。总的来说，吊兰徐徐伸展，姿态优美，尤其是它吸收甲醛的能力超强，是一种非常良好的室内观赏植物。
盐土和碱土有一定差别，但一般情况下，盐土和碱土经常混在一起，习惯上将这种混合物称为盐碱土。一般情况下，在盐碱含量过高的土地中，除了一些耐盐碱的植物，大多数的植物是无法生存的[1]。随着人们大量地使用化肥以及现在环境的恶化，土壤盐碱化程度不断加重。所以，如何缓解盐碱地对作物的伤害和增加植 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
物的抗盐碱性，已经是一个亟待解决的难题[2] 。
在不受胁迫的生理状况下，植物细胞内的离子是保持相对平衡稳定的，水分代谢、光合作用、同化物的运输与分配以及呼吸作用等都有条不紊地进行着[3]。而当植物处于胁迫，如盐胁迫时，高浓度的盐分会突然降低了水势，导致植物根部的水势变高，根压的下降，使植物不能正常吸水，还会导致体内水分外渗，并且随着时间的延续，蒸腾量的不断增加，使盐碱的危害更加严重，甚至导致植物缺水死亡[4] 。高盐浓度还会损伤细胞膜，导致细胞膜原来的功能丧失。失去细胞膜的保护作用，就相当于将细胞质和细胞核完全暴露在外，这样会加速细胞的死亡。从离子角度来看，在植物体内Na+和Cl含量不断地增加，植株体内P和S含量不断地减少，引发营养失调，造成离子毒害。S是许多氨基酸、蛋白质、辅酶等物质的重要合成元素，P是磷酸糖类、核酸、核苷酸、辅酶、ATP的重要合成元素。酶是细胞代谢的重要催化物质，缺少酶，很多反应都不能正常进行。因此，发生盐胁迫时，植物整体都会发生损伤[5]。
除此以外，盐胁迫还会造成活性氧（ROS）的产生[6] 。ROS主要包括：激发态的氧分子、3种含氧的自由基、2种过氧化物、1种含氮氧化物等[7]。ROS可以在植物体内的任何时间、任何部位都能产生，尤其当它受到刺激时，如高盐浓度的胁迫，会加速产生[8]。当细胞收到损伤时，ROS在各种因子的诱导下开始大量合成，这对细胞来说是致命的。它会引起脂质过氧化，从而使膜受损、蛋白质退化和酶失活[9]。一般情况下，低浓度的ROS可以作为第二信使，对某些物质的再生非常重要，同时还能介导细胞信号。但是，高浓度的ROS会氧化生物大分子，加速细胞的凋亡[10] 。植物细胞只有严格控制ROS的产生和清除，才能避免氧化胁迫对植物的伤害[11] 。根据相关研究，植物生长通常被NaCl的浓度所限制，因为盐胁迫会改变植物的新陈代谢，例如水势的降低、CO2的减少、离子失衡和ROS的增加。对此，植物并不是毫无抵抗的，一般会形成抗性或者适应性[12] 。表现在外部形态和内部生理代谢上。总之，盐胁迫慢慢地积累，当植物本身的防御能力到达极限时，就会最终伤害植物、导致植物的死亡。
为了对抗氧胁迫，植物形成了复杂的抗氧化系统，来保护细胞和亚细胞系统免于ROS的毒害作用[13]。其中包括过氧化物酶系统：超氧化物歧化酶（SOD）、氧化物歧化酶（CAT）等等；非酶抗氧系统：抗坏血酸（AsA）、维生素E等等。它们对于抗氧化防御机制具有非常重要的作用和意义。
抗坏血酸（AsA）又叫维生素C，是我们熟知的一种维生素，可以治疗坏血病，是人类自身无法合成的一种维生素，存在于大多数的水果和蔬菜的各个组织之中[14] 。AsA是一种抗氧化剂，还原超氧物自由基，消灭单线态氧。抗氧化剂如此之多，为什么我们选择AsA呢？因为ROS的产生，许多化学物质都可以用于对ROS的，因为自由基是高反应性的，这就可以从几乎任何可用的分子中提取。然而，一种生物抗氧化剂的作用不仅仅是简单地与自由基反应，它还需要满足下面的需求：（a）它必须以足够的量存在于细胞中，（b）它必须与多种自由基反应，（c）它必须适合再生。AsA充分满足以上的需求，是一种完美的抗氧化剂。AsA在抗坏血酸过氧化物酶（APX）[15]的催化下，会发生如下反应：
2AsA+ H2O2 → 2MDA(单脱氢抗坏血酸)+2H2O。
从而达到清除H2O2的作用。因此，对于盐胁迫的植物，施用AsA可以在一定程度上增强植物的抗氧化系统，减少植物因盐胁迫造成的氧胁迫。AsA已经被大量研究[15] ，但是它对细胞代谢的许多方面的潜在作用，目前还是不能完全可知，这有待我们继续深入调查研究[16] 。
目前，为了解决盐胁迫这个困境，越来越多的科研工作者目前正在利用基因工程来培育耐盐碱新品种，希望可以通过基因来从根本上直接改善这种难题。具体流程就是，细胞内的高NaCl浓度会引起的氧胁迫，编码抗氧化酶的基因会在这种情况下，诱导各种抗氧化酶，通过减少细胞内ROS来缓解其造成的氧化胁迫，改善植物的高耐盐性。跟据目前的研究表明，通过基因工程，大多数植物已经实现了可以通过以上机制来提高耐盐碱性的可能[17] 此外，也有很多科学研究者将目光放到了内生菌上，一般来说，内生菌和植物是共生的，一方面内生菌通过植物体来获取营养、保护和传播；另一方面，内生菌会通过某种活性物质保护宿主，从而提高植物的各种耐性[18] 。除了基因工程和内生菌这两种研究方向外，如何简单高效地快速缓解盐胁迫，也同样值得我们去思考。
目 录
1 引言 1
2 材料与方法 3
2.1 试验材料与地点 3
2.2 试验设计 3
2.3 试验处理 3
2.4 试验指标 4
2.5 测定方法 4
2.6 数据分析 4
3 结果与分析 5
3.1 不同浓度外源AsA对盐胁迫下吊兰形态生长的影响 5
3.2 不同浓度的外源AsA对盐胁迫下吊兰叶绿素含量的影响 6
3.3 不同浓度外源AsA对盐胁迫下吊兰的抗氧化物酶活性的影响 6
3.4 不同浓度的外源AsA对盐胁迫下吊兰丙二醛（MDA）的影响 8
4 讨论 9
结 论 13
致 谢 14
参 考 文 献 15
1 引言
吊兰（Chlorophytum comosum）是非常常见的绿色植物，不仅具有观赏价值，还具有一定的药用价值以及吸附有害物质，净化环境的作用。吊兰并不娇贵，栽培容易，水培和土培皆可。总的来说，吊兰徐徐伸展，姿态优美，尤其是它吸收甲醛的能力超强，是一种非常良好的室内观赏植物。
盐土和碱土有一定差别，但一般情况下，盐土和碱土经常混在一起，习惯上将这种混合物称为盐碱土。一般情况下，在盐碱含量过高的土地中，除了一些耐盐碱的植物，大多数的植物是无法生存的[1]。随着人们大量地使用化肥以及现在环境的恶化，土壤盐碱化程度不断加重。所以，如何缓解盐碱地对作物的伤害和增加植 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
物的抗盐碱性，已经是一个亟待解决的难题[2] 。
在不受胁迫的生理状况下，植物细胞内的离子是保持相对平衡稳定的，水分代谢、光合作用、同化物的运输与分配以及呼吸作用等都有条不紊地进行着[3]。而当植物处于胁迫，如盐胁迫时，高浓度的盐分会突然降低了水势，导致植物根部的水势变高，根压的下降，使植物不能正常吸水，还会导致体内水分外渗，并且随着时间的延续，蒸腾量的不断增加，使盐碱的危害更加严重，甚至导致植物缺水死亡[4] 。高盐浓度还会损伤细胞膜，导致细胞膜原来的功能丧失。失去细胞膜的保护作用，就相当于将细胞质和细胞核完全暴露在外，这样会加速细胞的死亡。从离子角度来看，在植物体内Na+和Cl含量不断地增加，植株体内P和S含量不断地减少，引发营养失调，造成离子毒害。S是许多氨基酸、蛋白质、辅酶等物质的重要合成元素，P是磷酸糖类、核酸、核苷酸、辅酶、ATP的重要合成元素。酶是细胞代谢的重要催化物质，缺少酶，很多反应都不能正常进行。因此，发生盐胁迫时，植物整体都会发生损伤[5]。
除此以外，盐胁迫还会造成活性氧（ROS）的产生[6] 。ROS主要包括：激发态的氧分子、3种含氧的自由基、2种过氧化物、1种含氮氧化物等[7]。ROS可以在植物体内的任何时间、任何部位都能产生，尤其当它受到刺激时，如高盐浓度的胁迫，会加速产生[8]。当细胞收到损伤时，ROS在各种因子的诱导下开始大量合成，这对细胞来说是致命的。它会引起脂质过氧化，从而使膜受损、蛋白质退化和酶失活[9]。一般情况下，低浓度的ROS可以作为第二信使，对某些物质的再生非常重要，同时还能介导细胞信号。但是，高浓度的ROS会氧化生物大分子，加速细胞的凋亡[10] 。植物细胞只有严格控制ROS的产生和清除，才能避免氧化胁迫对植物的伤害[11] 。根据相关研究，植物生长通常被NaCl的浓度所限制，因为盐胁迫会改变植物的新陈代谢，例如水势的降低、CO2的减少、离子失衡和ROS的增加。对此，植物并不是毫无抵抗的，一般会形成抗性或者适应性[12] 。表现在外部形态和内部生理代谢上。总之，盐胁迫慢慢地积累，当植物本身的防御能力到达极限时，就会最终伤害植物、导致植物的死亡。
为了对抗氧胁迫，植物形成了复杂的抗氧化系统，来保护细胞和亚细胞系统免于ROS的毒害作用[13]。其中包括过氧化物酶系统：超氧化物歧化酶（SOD）、氧化物歧化酶（CAT）等等；非酶抗氧系统：抗坏血酸（AsA）、维生素E等等。它们对于抗氧化防御机制具有非常重要的作用和意义。
抗坏血酸（AsA）又叫维生素C，是我们熟知的一种维生素，可以治疗坏血病，是人类自身无法合成的一种维生素，存在于大多数的水果和蔬菜的各个组织之中[14] 。AsA是一种抗氧化剂，还原超氧物自由基，消灭单线态氧。抗氧化剂如此之多，为什么我们选择AsA呢？因为ROS的产生，许多化学物质都可以用于对ROS的，因为自由基是高反应性的，这就可以从几乎任何可用的分子中提取。然而，一种生物抗氧化剂的作用不仅仅是简单地与自由基反应，它还需要满足下面的需求：（a）它必须以足够的量存在于细胞中，（b）它必须与多种自由基反应，（c）它必须适合再生。AsA充分满足以上的需求，是一种完美的抗氧化剂。AsA在抗坏血酸过氧化物酶（APX）[15]的催化下，会发生如下反应：
2AsA+ H2O2 → 2MDA(单脱氢抗坏血酸)+2H2O。
从而达到清除H2O2的作用。因此，对于盐胁迫的植物，施用AsA可以在一定程度上增强植物的抗氧化系统，减少植物因盐胁迫造成的氧胁迫。AsA已经被大量研究[15] ，但是它对细胞代谢的许多方面的潜在作用，目前还是不能完全可知，这有待我们继续深入调查研究[16] 。
目前，为了解决盐胁迫这个困境，越来越多的科研工作者目前正在利用基因工程来培育耐盐碱新品种，希望可以通过基因来从根本上直接改善这种难题。具体流程就是，细胞内的高NaCl浓度会引起的氧胁迫，编码抗氧化酶的基因会在这种情况下，诱导各种抗氧化酶，通过减少细胞内ROS来缓解其造成的氧化胁迫，改善植物的高耐盐性。跟据目前的研究表明，通过基因工程，大多数植物已经实现了可以通过以上机制来提高耐盐碱性的可能[17] 此外，也有很多科学研究者将目光放到了内生菌上，一般来说，内生菌和植物是共生的，一方面内生菌通过植物体来获取营养、保护和传播；另一方面，内生菌会通过某种活性物质保护宿主，从而提高植物的各种耐性[18] 。除了基因工程和内生菌这两种研究方向外，如何简单高效地快速缓解盐胁迫，也同样值得我们去思考。
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