胡萝卜不同发育阶段油菜素内酯和相关生理指标的测定

摘要:为了明确油菜素内酯在胡萝卜生长发育中的作用,本文以胡萝卜‘黑田五寸’为实验材料,利用ELISA法测定胡萝卜不同时期,不同部位油菜素内酯的含量,对油菜素内酯和胡萝卜发育的相关性进行了研究,同时取样测了根粗等生理指标。初步发现,油菜素内酯对胡萝卜种子的萌发有促进作用,其对根部和叶片细胞伸长、分裂发育中的一些过程有促进作用,并且,在很低的浓度水平就表现出强的生物活性。同时,对叶柄的运输作用和生长发育具有促进作用,以及能够促进叶片进行光合作用,积累有机物。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 材料 2
1.2 方法 2
1.2.1 胡萝卜的种植2
1.2.2 取样,测生理指标2
1.2.3 测定油菜素内酯含量2
1.2.4 数据处理2
2 结果与分析2
2.1 胡萝卜在不同发育阶段相关生理指标的变化2
2.2胡萝卜不同部位在不同发育阶段油菜素内酯含量的变化 3
2.2.1 根部在不同发育阶段油菜素内酯含量的变化3
2.2.2 叶柄在不同发育阶段油菜素内酯含量的变化4
2.2.3 叶片在不同发育阶段油菜素内酯含量的变化5
3 讨论 6
致谢7
参考文献8
图1 胡萝卜在不同发育阶段相关生理指标3
图2 胡萝卜根部不同发育阶段BR的含量4
图3 胡萝卜叶柄不同发育阶段BR的含量5
图4 胡萝卜叶片不同发育阶段的BR含量6
胡萝卜不同发育阶段油菜素内酯和相关生理指标的测定
引言
油菜素内酯是广泛存在于植物中的类似于动物甾醇类激素的一种天然物质。20世纪70年代由Grove等在前人研究的基础上确定其化学结构并命名,此后人们又从植物中提取了十几种具有生物活性的油菜素甾体类物质,总称为油菜素甾醇类化合物。研究表明,油菜素甾醇类化合物对植株细胞和生理进程有着重要作用,包括茎的伸长、花粉管生长、叶片弯曲和偏上发育、根生
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长、果实发育、乙烯生物合成、质子泵活性、木质部分化、光合作用和基因表达等,其中以油菜素内酯的生理活性最强。Yopp和Mandava等曾发现油菜素内酯具有某些类似生长素和赤霉素的作用。许多学者在后来多年大量植物生理及分子生物学的研究结果中证实了油菜素内酯是植物正常生长发育中所不可缺少的一种不同于已知五大类激素的新型植物激素,目前许多植物生理学家已将其列为植物的第六大类激素。大量的研究表明,施用外源油菜素内酯能增加多种植物的产量,提高作物质量。另外,油菜素内酯不仅参与对植物生长发育的调控,还可使植物对生物胁迫和环境胁迫有一定应答和调节作用。最近的研究还证明了油菜素内酯可促进农药在植物体内的降解和代谢,减少农产品含毒量,从而有利于保证食品安全。
胡萝卜(Daucus carota L.)属于伞形科二年生草本植物,是一种世界性的重要栽培蔬菜,含有丰富的营养物质。胡萝卜生长发育期间,经常会受到高温、低温、干旱、盐害等不利环境的影响,最终会对胡萝卜的产量和品质造成严重影响。
本试验以胡萝卜品种‘黑田五寸’为研究材料,利用‘ELISA’法对不同时期胡萝卜根、叶柄和叶中油菜素内酯的含量进行了测定。同时测了根粗等生理指标,以期找到油菜素内酯在胡萝卜生长发育中的潜在作用。本实验是第一次测定胡萝卜不同时期,不同部位油菜素内酯的含量,对油菜素内酯和胡萝卜发育的相关性进行了分析,对于进一步研究油菜素内酯在增强胡萝卜抗逆能力、提高其产量和品质方面有重要意义。
1 材料与方法
1.1 实验材料
供试胡萝卜品种为‘黑田五寸’,种植于大学作物遗传与种质创新国家重点实验室人工气候室。
1.2 实验方案
1.2.1 胡萝卜的种植
选取的胡萝卜品种为‘黑田五寸’,种植在大学作物遗传与种质创新国家重点实验室的人工气候室中。种植用的基质是营养土和蛭石以1︰1的比例混合而成。人工气候室种植条件设定为:白天时长为14h,温度为25℃,光照强度为320μmol m?2s?1;夜间时长为10h,温度为18℃。
1.2.2 取样,测生理指标
分别在胡萝卜生长20天(时期1)、40天(时期2)、60天(时期3)、90天(时期4)和120天(时期5)时进行取样,并分别测量样品在这五个时期的根粗、上部鲜重和下部鲜重。
1.2.3 测定油菜素内酯含量
利用‘ELISA’法在5个不同时期对胡萝卜根、叶柄和叶中油菜素内酯的含量进行测定。酶联免疫吸附法(ELISA) 即将已知的抗原或抗体吸附在固相载体表面,使酶标记的抗原抗体反应在固相表面进行的技术。该技术可用于检测大分子抗原和特异性抗体等,具有快速、灵敏、简便、载体易于标准化等优点。
1.2.4 数据处理
采用EXCEL进行数据计算整理,SPASS20.0进行方差分析,LSD进行多重比较(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 胡萝卜在不同发育阶段相关生理指标的变化
由图1可以发现,根粗和地下部分鲜重的变化趋势几乎一致,早期从阶段1到阶段3增长缓慢,随后从阶段3到阶段5开始快速增长,而地上部分的鲜重的变化是前期从阶段1到阶段3缓慢增加,阶段3到阶段4急剧增加,随后从阶段4到阶段5地上部分的鲜重缓慢增加逐渐达到稳定状态,此时地上部分的生长进入最旺盛的平稳状态,其进行光合作用的能力最强。
在阶段1到阶段3的发育过程中,胡萝卜植株幼小,地上部分进行光合作用的能力较弱,制造的有机物较少,因此根粗、地下部分鲜重和地上部分鲜重较小并且增长缓慢。在阶段3到阶段5的发育过程中,胡萝卜植株地上部分开始快速生长,叶片数量和叶面积快速增加,进行光合作用的能力迅速增加,光合作用制造的有机物大量的向下运输并积累在根部,胡萝卜的根部开始快速膨大,因此根粗和地下部分鲜重在快速增长。地上部分快速生长之后,增速放缓逐渐进入光合作用的能力最强稳定状态,并维持此状态一段时间,之后开始步入生长的衰老期。
2.2 胡萝卜不同部位在不同发育阶段油菜素内酯含量的变化
2.2.1 根部在不同发育阶段油菜素内酯含量的变化
由图2可以看出,胡萝卜根部油菜素内酯的含量在早期较高,随后逐渐下降,此时根部由白色慢慢变成橙色,随后,已经变成橙色的根部开始旺盛生长不断的膨大,此时根部油菜素内酯的含量又逐渐升高。种子的萌发与激素密切相关,如赤霉素可以打破种子休眠并促进种子的萌发,而脱落酸则能抑制种子的萌发。油菜素内酯作为一种新型的植物激素,也可促进种子的萌发,甚至与控制发芽过程中的赤霉素和脱落酸一样重要。在种子萌发后到根部未变色的早期幼苗阶段,油菜素内酯含量较高,说明其参与并促进种子萌发。随后根部测得的油菜素内酯的含量逐渐下降,这一阶段根部慢慢变成橙色,此时根粗和地下部分鲜重增幅较小,根部主要进行相关色素的合成和积累,而根部的生长发育速度较为缓慢。
后面三个发育阶段测得的油菜素内酯的含量又慢慢上升,此时的胡萝卜根部正在旺盛生长,地上部分光合作用制造的有机物不断的往根部运输并积累,根部开始迅速膨大。当根部生长发育缓慢时,根部的油菜素内酯的含量下降;当根部开始膨大,生长发育迅速时,其油菜素内酯的含量小幅度的增加,初步说明,油菜素内酯可参与调节植株细胞伸长、分裂发育中的一些过程,且油菜素内酯独立或与其它激素相互作用促进细胞伸长。并且,可推测油菜素内酯生理作用的有效浓度很低,在很低的浓度(nmol或 μmol 水平)就表现出强的生物活性。由此,我们不难看出油菜素内酯作为一种新型植物内源激素,主要分布在植物伸长生长旺盛的部位。

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