园艺专业毕业论文文档格式.docx
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实验组进行25%的遮光处理，同行进行3个钙水平（无钙、正常和高钙）的钙处理。
以温室自然光照为对照组，钙处理同实验组。
测定项目有番茄叶片中的钙离子形态、超氧自由基（O2-）产生速率、丙二醛（MDA）含量、SOD活性和POD活性
二.论文（设计）的基本要求
1.有关资料的收集：
要求尽量收集第一手资料，资料要真实、可靠、有代表性。
2资料的整理与分析：
要求条理清晰，数据分析详尽。
3查阅相关文献：
要求贴近主题，有参考价值。
4认真撰写论文，字数在10000字以上。
三.论文（设计）工作进度安排
阶段
论文（设计）各阶段名称
日期
1
温室中试验，田间取样
2012.4.1—
数据的分析与处理
—2013.3.1
查阅相关文献
2013.3.2—2013.
4
撰写论文初稿
—2013.
5
论文修改
2013.6.1—2013.
6
论文完成
2006.
备注：
四.应收集的资料及主要参考文献（指导教师指定）
1、查找钙形态和活性氧测定的文献
2、查找钙对番茄活性氧代谢影响的文献
3、查找钙对植物钙组分影响的文献
4、查找弱光胁迫对番茄活性氧的影响的文献
说明：
此任务由指导教师填写一式两份，一份发给学生，一份发给指导教师留存。
沈阳农业大学毕业论文（设计）选题审批表
选题名称
题目来源
学号
姓名
专业
园艺
李天来
职称
教授
研究
内容
本实验以“W”系番茄为试验试材，单株取样，3次重复。
4叶l心时，选取生长状态较一致穴盘苗，将根系洗净后移入田间大棚内用日本山崎配方营养液进行水培，先用山崎配方营养液预培养4d，清水处理1d，然后转移到不同供钙水平的山崎配方营养液中培养10d。
试验设4个供钙水平：
无钙、低钙、正常和高钙，即把Ca2+的浓度分别调节为0、、、，并用相应水平的Na+和SO42+补充以保持其他离子平衡，PH值为6~7，EC在～。
不同供钙水平同时进行遮光处理，设两种遮光水平：
自然光强（～µ
mol·
m-2·
s-1）和25%自然光（～µ
s-1），处理11d。
并测定番茄叶片中的钙离子形态、超氧自由基（O2-）产生速率、丙二醛（MDA）含量、SOD活性和POD活性
计划
~确定课题方向，并查阅相关文献
~外文翻译，攥写综述
~田间试验，田间取样
~室内分析，数据整理
~撰写论文初稿，论文修改
特色
本论文是通过培养液，研究不同钙水平对弱光胁迫下番茄叶片钙组分和活性氧代谢的影响，进一步为明确Ca2+耐弱光提供了理论依据。
指导教师意见
教研室意见
学院意见
毕业论文（设计）指导记录
指导教师姓名
李天来
本年度指导毕业生人数
论文（设计）题目
弱光胁迫下钙对番茄叶片钙组分和活性氧代谢的影响
时间
地点
指导内容
2012..03
指导过程
2012..03~
~
办公室
园艺科研基地实验室
制定研究方案，指导毕业论文任务书、文献综述和外文翻译
番茄W系的种植，植株四叶一心后的试验处理
不同供钙水平对弱光番茄生长状况的影响
不同供钙水平对弱光番茄活性氧代谢的影响
不同供钙水平对弱光番茄钙组分的影响
指导论文撰写
学生签字：
年月日
指导教师签字：
年月日
教研室主任签字：
沈阳农业大学毕业论文（设计）考核表
论文题目：
姓名：
汤湾学号：
3专业：
指导教师评语：
指导教师（签字）：
年月日
评阅人评审意见：
评阅人（签字）：
年月日
成绩：
答辩委员会意见：
主任委员（签字）：
年月日
中文摘要（关键词）┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉1
英文摘要（关键词）┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2
前言┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉3
1材料与方法┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉6
实验材料和实验设计┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉6
测定项目及方法┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉6
测定方法┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉6
超氧自由基（O2-）产生速率测定┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉6
丙二醛（MDA）含量测定方法┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7
超氧化物歧化酶（SOD）活性测定方法┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7
过氧化物酶（POD）活性测定方法┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7
数据处理和分析┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7
2结果和分析┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7
钙对弱光下番茄叶片钙形态的影响┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7
钙对弱光胁迫下番茄叶片活性氧代谢的影响┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7
对弱光胁迫下番茄叶片超氧阴离子产生速率的影响┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉8
Ca2+对弱光胁迫下番茄叶片MDA含量的影响┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉9
Ca2+对弱光胁迫下番茄叶片SOD活性的影响┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉10
Ca2+对弱光胁迫下番茄叶片POD活性的影响┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉10
3讨论┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11
钙对弱光下番茄叶片钙形态的影响┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11
弱光胁迫对活性氧代谢的影响┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉12
钙对弱光下番茄叶片活性氧代谢的影响┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉12
4结论┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉13
参考文献┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14
致谢┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉16
摘要
为了研究钙对番茄耐弱光特性的调控作用，以番茄（LycopersiconesculentumMill）栽培品系W为试材，研究了弱光（25%自然光强）胁迫条件下，钙对番茄叶片钙组分和活性氧代谢的调控作用。
实验结果表明：
弱光胁迫下钙降低了番茄叶片中的总钙含量，叶片中H2O-Ca的变化是总钙浓度改变的主要原因，说明水溶钙可能在调节光合方面发挥着重要的作用。
在弱光胁迫下钙降低了番茄叶片超氧阴离子的产生速率和MDA含量，提高了SOD活性和POD活性，可见，Ca2+通过提高保护酶活性、降低膜质过氧化水平来提高番茄植株番茄植株弱光耐受性，进一步防止植株弱光伤害。
关键词：
番茄；
钙；
弱光胁迫；
水溶钙；
活性氧代谢
Abstract
Inordertoinvestigatetheregulatingmechanismofcalciumontomatolowlighttolerance,leavesofonetomatolowlighttolerancestrainW（LycopersiconesculentumMill）wereusedtostudythechangesofCalciumcomponentsandMetabolismofreactiveoxygenspecies（ROS）inleavesafterthetomatoweretreatedbycalciumunderthe25%naturelightintensity.Theresultswereasfollows:
Calciumdecreasedunderlowlightstressoftotalcalciumcontentintomatoleaves,leafinH2O-Cachangeisamajorcauseoftotalcalciumconcentrationchange,suggeststhatwatersolublecalciummayplayanimportantroleinregulatingphotosynthesis.UnderweaklightstresscalciumreducesthetomatoleafsuperoxygenanionproducerateandMDAcontent,improvetheSODactivityandPODactivity,calciummightincreaselowlighttoleranceoftomatoandpreventlowlightdamagetotheplantbyenhancingtheactivitiesofsomeantioxidantenzymesandreducingROSlevels．
Keywords:
tomato;
calcium;
lowlightstress;
Watersolublecalcium;
Metabolismofreactiveoxygenspecies（ROS）
前言
钙是植物生长发育不可缺少的营养元素之一，细胞内的钙信使系统直接或通过钙调节蛋白间接地控制其它酶类蛋白，将外部刺激转换成对植物细胞代谢活动的调控。
钙离子参与植物生长发育的全过程，并对其生理活动进行广泛的调节。
植物体内钙素形态大致可分为：
水溶性钙（包括游离Ca2+，易溶于水的钙盐类），非水溶性钙（包括草酸钙、果胶酸钙等）。
植物体中易溶于水和可被硝酸钠交换的钙是具有生理活性的，称为生理活性钙（PACa）。
不同形式的钙具有不同的生理功能，在组织、细胞中分布位点也不相同，在一定的生理条件下，这二种类型的钙可以互相转换（McAlnshetal，1995）。
游离态钙在细胞中以自由态存在，含量很低，在10-6mol·
L-l以下；
结合态钙和某些物质的亲和性很强，在细胞中常与其它结构成分紧密结合；
结合态钙与游离态钙的区别在于结合态钙的量较大，常贮存在细胞的某些特定的部位，游离态钙与结合态钙的区别在于亲和力较弱，与碳水化合物、磷酸化合物等结合不紧，可被转换成其它形式的钙或被运输到细胞的其它部位。
活性氧（ROS:
reactiveoxygenspecies）是伴随着地球上有氧生物的进化而产生的一类与氧相比，氧化活性较高或被部分还原的含氧基团，主要包括过氧化氢（H2O2）、单线态氧、超氧化阴离子和活性羟基自由基。
它们是生物体氧代谢的副产物，是对生物体的正常代谢、细胞及细胞器结构及生物大分子的稳定结构有害的。
植物细胞内活性氧的消除机制主要包括超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸氧化酶（APX）和过氧化物酶（CAT）。
植物体内的活性氧防御系统超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物（POD））和过氧化氢酶（CAT）能使植物避免因光合作用释放高浓度氧而产生伤害作用。
1.钙对植物钙组分的影响
钙是植物生长发育的必需营养元素，是细胞壁、细胞膜结构的重要组分，对维持细胞膜、细胞壁和膜结合蛋白的稳定性，调节无机离子的运输等方面起着至关重要的作用。
钙素的缺乏会导致植物生长发育中某些生理活动的紊乱和病害的发生，降低农作物的产量和品质，进而造成严重的经济损失。
钙对弱光下番茄钙组分的影响研究较少。
而钙对植物钙组分影响的研究较多。
董彩霞等人研究营养液高钙处理显著增加了植株各部位的吸钙量，说明营养液中钙离子供应强度增加，植株对钙的吸收也随之增加[1]。
董彩霞和周健民等人研究表明，花期减少施钙量后，番茄果实中果胶酸钙含量和比例显著降低，水溶性钙含量和比例显著增加，果实底端比例高于顶端，磷酸钙含量降低[2]。
陈明昌等人研究证明CaPl和CaK2处理可以显著提高保护地番茄总吸钙量和果实吸钙量，提高钙的利用率[3]。
邢尚军等人研究证明喷钙处理使樱桃的全钙、水提取钙（H2O-Ca）、乙醇提取钙（ALc-Ca）的含量均有不同程度增加[4]。
刘剑锋等人研究表明采后浸钙可大大增加梨果实H2O和lmol/LNaCl提取钙含量，而使其有足够的钙形成磷酸钙和草酸钙以消除贮藏过程中有害代谢产物的毒害，保持细胞壁果胶正常结构[5]。
2.钙对弱光下活性氧代谢的影响
正常条件下，细胞内活性氧的产生和清除处于动态平衡状态，活性氧水平较低，弱光胁迫使植物细胞膜的结构和厚度均发生很大变化，引起膜系统损伤，活性氧积累增多，活性氧使膜脂过氧化产物积累，导致细胞质膜的完整性受到破坏，细胞质外渗增多，膜相关生理生化反应异常，细胞生理机能降低，产生活性氧伤害。
此时，对自由基有清除作用的SOD、POD和CAT活性，代表细胞膜受伤害程度的膜脂过氧化产物MDA的含量等都会发生变化，这些变化又会进一步影响到植物的光合作用。
.活性氧的产生
植物体内活性氧可以经由许多代谢途径产生,如光合作用和光呼吸作用。
细胞内具有高度氧化活性或强烈电子传递作用的细胞器或部位都可以产生活性氧,如叶绿体、线粒体和微粒体。
活性氧防御机制
为有效防止ROS的氧化损伤，植物已在长期的自然选择过程中形成了一套有效的活性氧防御机制，以维持其体内的ROS在适宜的浓度范围。
这些防御机制主要包括酶促和非酶促两类活性氧自由基清除系统。
其中非酶系统主要包括：
抗坏血酸（AsA），谷胱肝肽（GSH）；
酶系统主要包括：
SOD，CAT，POD，APX和GR。
一般认为具有高抗氧化能力的植物具有较强的抵御活性氧损伤的能力，即植物体内有效的活性氧保护体系在提高植物抗环境胁迫中起着重要的作用。
超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）是主要的超氧化物碎灭剂，作为抗氧化胁迫的第一道防线，把O2一歧化为H2O2和氧，作为一种诱导酶，SOD活性受到其底物O2一浓度的诱导。
在许多植物中表明在胁迫环境下O2浓度升高，相应地SOD活性也升高。
但当自由基产生的速率超过系统清除能力时，细胞受到严重伤害，继而引起SOD活性下降。
过氧化物酶（peroxidase，POD）亦能清除植物体内的H2O2，但其作用机理有别于CAT。
POD是通过一些辅助底物如酚类化合物和抗氧化剂的氧化，从而分解H2O2。
与CAT相比，POD和底物H2O2有更高的亲和力，且分布于整个细胞。
POD被认为是植物体内保护细胞免受H2O2伤害的主要酶。
已有研究表明POD在保护细胞免受H2O2胁迫中起重要作用。
钙对弱光下番茄活性氧代谢的影响
目前钙对逆境下番茄活性氧代谢的影响多集中于低温、高温和盐胁迫。
钙对弱光下番茄活性氧代谢的影响研究较少。
张燕等人研究表明CaC12处理提高了烟草叶片膜稳定性和膜保护酶活性，有利于保护细胞膜结构，降低高温对烟草幼苗的伤害，钙离子鳌合剂EGTA能在一定程度上降低烟草叶片的抗热性[6]。
植物的保护酶活性受Ca2+诱导和调控，Ca2+能提高弱光胁迫下番茄叶片SOD、POD和CAT活性，并维持在较高水平[7]。
Ca2+浸种也能提高低温胁迫下茄子幼苗的SOD和CAT活性，降低MDA的积累，提高茄子幼苗耐寒性[8]。
戴高兴等人研究表明外源钙可以抑制活性氧物质的产生、保护细胞膜结构、维持正常的光合作用，增加SOD活性，降低MDA含量，从而提高植物的耐盐性[9]。
高洪波（2005）研究表明，低氧胁迫下，外源钙能够提高幼苗根系和叶片的SOD、POD和CAT活性，降低MDA含量及护产生速率，从而缓解低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗的伤害，进而提高网纹甜瓜幼苗耐低氧胁迫的能力[10]。
杨春祥等人研究在萌芽期、花蕾期和盛花末期喷施CaCl2溶液，可以降低低温胁迫后油桃花和幼果的细胞膜透性及含量，可以提高花和幼果中超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶等的活性，从而提高花和幼果的抗低温胁迫能力[11]。
李天来等人在做夜间低温胁迫下钙对番茄幼苗根系活力及活性氧代谢的调控作用实验中证明了钙素对夜间低温胁迫下番茄幼苗根系活性氧代谢具有重要的调控作用，增强保护酶活性和渗透调节物质的含量，减缓脂过氧化作用，从而提高了番茄植株对夜间低温胁迫的耐受性。
李天来,李益清在外源钙及钙抑制剂对番茄耐弱光特性的调控作用中指出Ca2+可在一定程度上可提高弱光胁迫下番茄叶片POD、CAT和SOD等防御酶活性，增强植株对活性氧的清除能力。
Ca2+处理可减轻弱光胁迫引起的番茄叶片膜脂过氧化，而钙通道抑制剂和钙螯合剂则增加叶片的膜脂过氧化程度。
试验结果还表明，外源钙促进弱光胁迫下番茄叶片光合作用可能与其提高叶片抗氧化酶活性有关。
3.研究目的和意义
番茄是我国北方秋、冬和早春保护地设施栽培的重要蔬菜,由于栽培季节光照不足，加上覆盖物、灰尘等遮光的影响,经常发生弱光胁迫,严重影响番茄的生理和产量。
研究番茄弱光生理的很多，但研究弱光下钙对番茄钙组分和活性氧代谢的较少。
钙对调节番茄弱光生理有很重要的作用，而细胞内活性氧的积累,会导致叶绿体的超微结构及光合相关酶活性发生改变,从而使叶片捕获和利用光的能力下降,叶片光合能力明显降低,造成产量下降。
因此研究弱光胁迫下钙对番茄叶片钙组分和活性氧代谢的影响具有重要意义。
1材料与方法
材料与实验设计
试验于2012年4月—5月在沈阳农业大学后山基地29号温室中进行。
供试番茄为耐弱光品种“W”。
4月3日播种于50孔的穴盘。
当番茄苗生长至4叶l心时，选取生长状态较一致穴盘苗，将根系洗净后移入29号温室内用日本山崎配方营养液进行水培，先用山崎配方营养液预培养4d，清水处理1d，然后转移到不同供钙水平的山崎配方营养液中培养10d。
试验设3个供钙水平：
无钙、正常和高钙，即把Ca2+的浓度分别调节为0、、，并用相应水平的Na+和SO42+补充以保持其他离子平衡，PH值为6~7，EC在～。
在进行不同供钙水平处理的同时进行遮光处理，温室内自然光强（～µ
s-1）为无遮光区，用遮阳网遮光至自然光强的25%（～µ
s-1）为遮光处理区，处理11d。
弱光下三种钙水平处理分别表示为：
Lg（高钙）、Lz（正常钙）、Lw（无钙）；
自然光下三种钙水平处理分别表示为：
Ng（高钙）、Nz（正常钙）、Nw（无钙）。
隔两天取一次样，单株取样，3次重复。
测定项目及方法
Ca2+测定方法
按Ohat等的方法提取番茄叶片中各种形态的钙。
所用的五种提取液分别为80%的乙醇、蒸馏水、lmol·
L-1的NaCl、2%的醋酸和mol·
L-1的盐酸。
将冷藏的试材研碎后放入7mL有盖离心管中，依次加入5mL的上述5种提取液，提取的主要成分分别是硝酸钙和氯化钙（简写为ALc-Ca）、水溶性有机酸钙（（H2O-Ca）、果胶酸钙（NaCl-Ca）、磷酸钙和碳酸钙（HAc-Ca）、草酸钙（HCl-Ca）、剩下的残渣中主要成分是硅酸钙（简写为Res-Ca）。
每次提取都在30℃的恒温水浴中震荡提取18h，8000r/min离心，倾出上清夜，再用此种浸提液按上述步骤连续提取2次，每次2h，最后将提取液定容至25mL，残渣经干灰化后，用盐酸溶解。
采用TAS-986型原子吸收分光光度仪测定各级提取液中钙的含量。
超氧自由基（O2-）产生速率测定方法
按郑炳松（2006）年的方法进行测定。
取的待测样，用5mL50mmol/L磷酸缓冲液（pH）研磨。
磷酸缓冲液中含LEDTA，%（W/V）TritonX-100，4%（W/V）聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。
研磨后以纱布过滤，以10000g离心力离心20min，上清液即为酶提取液。
取样品提取液，加入50mmol/L磷酸缓冲液（pH，1mL1mmol/L盐酸羟胺，充分摇匀，然后放入25℃恒温箱中保温1h，之后加入1mL17mmol/L对氨基苯磺酸（以冰醋酸与水按3:
1的比例配制）和1mL7mmol/Lα–萘胺（以冰醋酸与水按3:
1的比例配制），混合后放入25℃恒温箱中保温20min，测定530nm波长下的OD值。
丙二醛（MDA）含量测定方法
MDA含量测定采用TBA（硫代巴比妥酸）反应法。
参照郑炳松（2006）的方法，取1mL样品提取液，加入3mL27%的硫代巴比妥酸（TBA）和12%的三氯乙酸（TCA），混合液在95℃的水浴中保温30min后，立即置于冰浴中冷却，在15000g离心力下离心10min，然后分别在532nm和660nm波长下测定OD值。
超氧化物歧化酶（SOD）活性测定方法
SOD活性测定采用氮蓝四唑（NBT）光化还原法。
取试管，在较暗光下加入3mL反应液[由50mmol/L磷酸（pH），13mmol/L甲硫氨酸，63μmol/LNBT，μmol/L核黄素和LEDTA配制而成，用时现配]和25μL酶提取液，在25℃的光照箱内进行光照反应17min，然后于560nm波长下进行光密度测定（以抑制NBT光化还原50％为一个酶活性单位）。
过氧化物酶（POD）活性测定方法
POD活性测定采用愈刨木酚测定法。
取试管，加入25mmol/LK2HPO4-KH2PO4缓冲液（pH，内含LNa2-EDTA）和200μL%愈创木酚，搅拌，待愈创木酚溶解混合均匀后，再加入200μLH2O2（10mmol/L）和200μL提取液，于470nm波长下测定1-2min内的OD值变化[愈创木酚过氧化物酶在470nm下的消光系数为（L·
cm）]。
数据处理和分析
运用MicrosoftExcel应用程序和SPSS数据处理系统进行数据处理和分析。
2结果与分析
钙对弱光下番茄叶片钙形态的影响
由图1可以看出，随着钙溶度的增加番茄叶片的水溶钙、酸溶钙和总钙都有一定程度的降低。
钙显著降低了叶片中水溶钙，处理第五天最为明显（图1-A）。
高钙处理显著降低了酸溶钙及总钙的浓度（P<
）（图1-B，D），并在一定程度上降低了醇溶钙，未达显著水平（图1-C）。
这表明钙对弱光下番茄叶片中的钙组分的影响不同。
水溶钙在总钙中所占比例最大，也与总钙浓度变化最相关，说明水溶钙可能在调节光合方面发挥着重要的作用。
图1钙对弱光下番茄叶片钙组分含量的影响
Fig.1Effe
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