硝普钠对NaCl胁迫下黄瓜幼苗的影响园艺毕业论文.docx

硝普钠对NaCl胁迫下黄瓜幼苗的影响园艺毕业论文.docx

《硝普钠对NaCl胁迫下黄瓜幼苗的影响园艺毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硝普钠对NaCl胁迫下黄瓜幼苗的影响园艺毕业论文.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

硝普钠对NaCl胁迫下黄瓜幼苗的影响园艺毕业论文

河南科技大学

毕业设计（论文）

硝普钠对NaCl胁迫下黄瓜幼苗的影响

姓名万晶琼

院（系）林学院

专业园艺

指导教师蒋燕

2014年5月15日

硝普钠对NaCl胁迫下黄瓜的影响

摘要

一氧化氮（nitricoxide，NO）是生物体的重要活性分子，在植物体NO是一种广泛存在的信号分子，参与植物生长发育的许多重要的生理过程。

本研究通过对根际施加外源NO供体硝普钠（sodiumnitroprusside,SNP）,初步探讨了盐胁迫下NO处理对黄瓜幼苗生理生化的影响，为提高植物的抗盐性提供一定的理论依据。

在4g/Kg的NaCl的胁迫下，采用基质栽培研究SNP对黄瓜幼苗生长的影响，结果表明，盐胁迫抑制黄瓜的生长，而NO处理减弱了这种抑制作用，降低了盐胁迫下黄瓜叶片中可溶性蛋白质的含量，提高了抗氧化酶GPX，CAT的活性，说明低浓度NO提高了黄瓜叶片的抗氧化能力，减轻了盐胁迫诱导的膜质过氧化损伤，NO可能参与了植物的代谢或生理活动。

盐胁迫显著降低了叶片叶绿素含量，显著增加了可溶性糖含量，低浓度的NO处理增加叶片叶绿素含量，降低了可溶性糖含量，说明NO有利于黄瓜非光能的捕获和转化，明显促进植物的生长，降低盐胁迫对黄瓜的抑制作用。

另外，低浓度的SNP可以缓解盐胁迫对黄瓜幼苗的形态指标如株高，茎粗，叶长叶宽的抑制作用。

关键词：

黄瓜，一氧化氮，低浓度，盐胁迫，SNP

EFFECTSOFSODIUMSNPONSEEDINGSOFCUCUMBERUNDERNaClSTRESS

ABSTRACT

Nitricoxide（NO）isanimportantactivemoleculeinbiology.ItisnowbeingevidentthatNOisalsoaubiquitoussignalmoleculeinplantkingdom.Itwasprovedtoparticipateinmanykeyphysiologicalprocesses.Therefore,theeffectsofNOdonoronthephysiologicalandbiochemicalmechanismsinhydroponiccucumberseedlingsundersaltstresswereinvestigated,inordertoclarifythepossiblemechanismsofenhancingsalt-toleranceinplants.

Underthestressof4g/KgNaCl,theimpactofSNPonthegrowthofcucumberseedlingswerestudiedbysubstrateculture.Theresultsshowedthatsaltstresscanrestrainthegrowthofthecucumberundersalinitystress,andreducethecontentofsolubleproteinincucumberleavesundersaltstress,improvetheantioxidantenzymesGPX,theactivityofCAT.ItcouldbeconcludedthatlowconcentrationNOimprovestheoxidationresistanceofcucumberleaf,reducedthemembranousperoxidationdamageinducedbysaltstress,NOmaybeinvolvedinthemetabolism,orphysiologicalactivityofplants.Saltstresssignificantlydecreasedleafchlorophyllcontent,significantlyincreasedthesolublesugarcontent,lowconcentrationofNOtreatmentincreaseleafchlorophyllcontent,reducedthecontentofsoluble,showsNObenefitcucumberthecaptureandconversionoflightenergy,andobviouslypromotethegrowthofplants,reducetheinhibitoryeffectofsaltstressoncucumber.Inaddition,thelowconcentrationofSNPcanalleviatesaltstressoncucumberseedlingmorphologicalindicatorssuchasplantheight,stemdiameter,leaflengthwidthofinhibition.

KEYWORDS:

cucumber；nitricoxide；lowconcentration；saltstress；SNP

摘要

Abstract

1前言1

1.1盐分胁迫及SNP作用机理概述1

1.2盐胁迫对植物生长发育及代谢的影响2

1.2.1盐对种子萌发的影响2

1.2.2盐对植物生长发育的影响2

1.2.3盐对植物光合作用的影响3

1.3提高作物耐盐性的途径3

1.3.1培育耐盐品种3

1.3.2利用钙和微量元素3

1.3.3抗盐锻炼4

1.3.4植物激素调控4

1.4本研究的目的和意义4

2材料和方法5

2.1供试材料及实验方法5

2.2生理指标测定5

2.2.1叶绿素含量的测定5

2.2.2可溶性糖含量的测定6

2.2.3可溶性蛋白质含量的测定6

2.2.4过氧化氢酶活性的测定7

2.2.5过氧化物酶活性的测定7

2.3形态指标的测定8

2.4数据处理8

3结果与分析8

3.1SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶绿素含量的影响8

3.2SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗可溶性糖含量的影响9

3.5SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗过氧化氢酶活性的影响12

3.6SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗形态指标的影响13

3.6.1SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗株高的影响13

3.6.2SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗茎粗的影响13

3.6.3SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片数的影响14

3.6.4SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶长叶宽的影响14

4结论与讨论15

4.1结论15

4.2讨论15

4.2.1SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗的光合作用的影响15

4.2.2SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗的可溶性糖和可溶性蛋白质含量的影响。

16

4.2.3SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗的过氧化物酶，过氧化氢酶活性的影响17

参考文献18

致谢21

1前言

土壤的盐渍化现象是现代农业所面临的主要问题之一，盐分胁迫通常影响这植物的产量，蛋白质的合成和光合作用以及其他多种代谢反应的进行[1]。

据统计全球约20%的耕地和半数可灌溉土地受到盐渍化影响，目前我国约有600多万公顷的次生盐渍化土壤，约占百分之十的耕地面积，而且在以较快的速度在不断扩大和加剧[2]。

设施栽培土壤地的次生盐渍化问题日益突出，我国人均资源无论是土地或是水都低于世界平均水平，在人口，粮食和耕地都日益紧的今天，合理开发和利用盐渍土壤资源成为重要的课题。

盐渍化是引起植物渗透胁迫及影响植物正常生长的主要原因之一，高盐造成植物叶片气孔关闭，降低植物光合作用效率。

大部分植物在土壤盐含量为0.3%时受到危害，大于0.5%时可能停止生长，因此提高蔬菜作物对盐碱的耐性是农业生产中的一项长期目标[3]。

1.1盐分胁迫及SNP作用机理概述

土壤中盐分过多对植物生长发育产生的危害叫盐害。

耐盐性是指植在盐胁迫下维持生长和形成经济产量或是完成其生活史的能力，是多基因控制的复合遗传性状[4]。

这种能力有着明显的种间和种差异，植物在盐渍环境中生长无法阻止盐分进入或排除盐分，只能通过不同的生理途径适应或部分适应使之不受伤害，维持正常生理活动[5]。

钠盐是造成盐分过高的主要盐类。

根据植物耐盐能力的不同，可将植物大体上分为盐生植物和淡土植物或非盐植物。

绝大多数农作物属于淡植物，它们常常通过降低对盐分的吸收和运输来缓解盐胁迫。

盐生植物与淡土植物之间并没有绝对的界限，往往相互交叠，而且不同植物种类和个体在不同发育阶段对盐分的反应程度不同[6]。

NO曾被美国science杂志评为1992年度的“明星分子”，而有关NO在植物中的作用，20世纪就是年代才开始引起科学家的关注。

近年来，对NO植物学的研究表明，NO是具有生物活性和信号转导作用的气体活性分子,它不仅对植物的许多生命活动如种子萌发，叶片伸展，生长发育和衰老等具有直接的生理调节功能,而且作为防御反应中的关键信使,参与了植物对生物和非生物胁迫的响应[7]，已经有人把它作为一种新的植物激素，而硝普钠SNP是外源一氧化氮的供体之一。

在植物的抗病反应中，一方面，NO直接或间接杀死病菌。

另一方面，NO可以诱导植物系统性获得抗性（SAR）的形成。

水酸SA是植物SAR形成的关键信号分子，NO能够通过依赖于SA信号途径激活或增强植物防卫反应。

NO能激活苯丙氨酸解氨酶PAL[8]。

PAL则诱导合成更多的SA，SA具有改变不同NO调控酶的能力，其中包括有顺乌头酸梅，过氧化氢酶和其他几种血红蛋白（Stamler,1994）。

1.2盐胁迫对植物生长发育及代谢的影响

1.2.1盐对种子萌发的影响

种子能否在盐胁迫下萌发形成苗，是植物在盐碱条件下生长发育的前提，因此在盐胁迫下研究种子的萌发具有重要的意义。

盐浓度影响种子的萌发主要有三方面的效应，即增益效应，负效效应和完全抑制效应。

低浓度盐分对种子的萌发具有促进作用，随着盐分的升高，种子的发芽率，发芽指数和活力指数均降低，盐浓度过高会抑制种子的萌发。

浓度为0.4%以下的盐胁迫能促进荆条白蜡和沙枣种子的萌发[8]。

随着浓度的增加种子萌发受到不良影响，光照对植物种子的萌发有明显的促进作用。

夏至草种子的发芽率，发芽势，发芽指数，胚根胚轴生长也均随盐浓度的升高呈下降趋势[9]，对无芒雀麦的研究也得出同样的结论[10]。

1.2.2盐对植物生长发育的影响

当植物的根系受到盐胁迫的效应时，会产生相应的生理反应，继而影响地上部分的生长，盐胁迫常导致植物根系生长受到抑制[11]。

短期盐胁迫下，植物根系总吸收面积受到一定的限制，质膜的透性升高并伴随吸水能力下降，随着盐胁迫时间的延长，根系活力和根系吸收面积会受到抑制程度增大，根吸收能力会持续下降，同时蒸腾速率的下降导致蒸腾拉力的下降，水分失衡加剧，叶片相对含水量下降导致光合速率进一步降低，盐胁迫对植株的伤害加重。

盐分胁迫明显的抑制了拟南芥根系对大量元素的吸收，进而影响植株总体营养供应。

盐胁迫导致黄瓜根系MDA含量和电解质渗透率的增加，导致生物膜的伤害，生长量下降[12]。

过量盐分对植物造成渗透胁迫和干扰营养离子平衡，盐分通过抑制和诱导多种酶系统来影响植物的正常生长[13]。

生物量是植物对盐胁迫反应的综合体现，也是植物耐盐性的重要指标之一。

1.2.3盐对植物光合作用的影响

光合作用是植物生长发育的基础，研究盐胁迫如何影响制约光合作用具有重要的意义。

盐胁迫显著降低了植物的光合作用。

植物光和作用产生的能量一部分用于植物的生长，另一部分用于盐胁迫为了抵抗盐胁迫，植物自身需要加强光合速率，但随着盐浓度及处理时间的延长，这种适应能力下降。

叶绿素含量是反映光合强度的重要指标。

一般认为盐胁迫引起植物水势及气孔导度降低，限制CO2到达光合机构，从而抑制光合作用[14]。

1.3提高作物耐盐性的途径

1.3.1培育耐盐品种

充分利用作物抗盐基因培育高抗盐品种，是提高作物耐盐性的最根本的方法：

（1）通过品种杂交等常规手段选育耐盐品种；

（2）对现有植物物种进行耐盐性筛选；（3）利用现代生物技术创新新的耐盐品种。

1.3.2利用钙和微量元素

盐胁迫会降低植物对钙和微量元素的吸收，试植物产生缺素症。

利用一定浓度的钙和微量元素处理作物种子或外施，可有效避免缺素症，提高植物的耐盐性。

1.3.3抗盐锻炼

植物的抗盐性是在个体发育中形成的，因此植物幼龄期可塑性高，适应能力强的特点，用一定浓度盐溶液处理种子，可明显提高抗盐性。

1.3.4植物激素调控

一些植物激素可以缓解植物盐分胁迫，提高植物耐盐性，促进植物生长。

多胺是植物体代谢过程中产生的一类低分子量脂肪族含氮碱，在维持盐胁迫下蛋白质和核酸等大分子的构想和清除活性氧方面具有重要作用[15]。

1.4本研究的目的和意义

黄瓜属葫芦科植物，广泛分布在中国各地，并且为主要的温室产品之一，可全年供应，是现在人生活中不可或缺的一种蔬菜。

由于设施栽培采用特殊的覆盖结构，改变了其部生态环境及自然状态下的水热平衡，大大地改变了土壤的理化性质，随着覆盖年限的增加，土壤次生盐渍化加重，导致黄瓜的经济价值降低，从而给黄瓜周年生产造成巨大损失[16]。

一氧化氮是一种广泛分布于生物体的气体活分子，作为信号分子，NO在植物抗逆性中的作用越来越受到重视。

已证明，NO在植物生长，发育，衰老，细胞程序性死亡，乙烯释放，抗病和对环境胁迫等各种不同形式的响应中有很大的作用。

开利等研究表明了随着盐胁迫时间的延长，水稻幼苗受抑制的程度增加，表现为生长速率下降，株高降低，单用SNP浸种处理，对水稻幼苗的生长具有明显的促进效果，不同浓度的SNP的缓解盐胁迫对水稻幼苗造成的抑制作用是不同的。

因此，本实验拟采用NO供体SNP（0mg/g，2mg/g，4mg/g，6mg/g，8mg/g，10mg/g）处理NaCl胁迫下黄瓜幼苗，探讨缓解NO对缓解NaC胁迫的效果，筛选出适合黄瓜生长的SNP浓度，为进一步阐述NaCl胁迫对植物的伤害以及为我国广大盐碱地区和设施植物栽培中防止盐害提供理论依据。

2材料和方法

2.1供试材料及实验方法

本实验所用的材料为黄瓜杂交一代，购买于市关林农贸市场。

穴盘育苗，待幼苗长出三片真叶时进行移栽。

移栽至十五厘米口径的塑料盆中，每盆栽三株，基质为草炭，蛭石和珍珠岩（1：

1：

1）[15]。

每公斤添加4gNaCl，再分别添加0,2,4,6,8,10mg/kg的SNP，混合均匀后移栽，不添加任何化学药品的为对照。

每组设置六个重复，将苗子置于相同的适宜环境下，每星期浇水两次，一个月后取样测定黄瓜苗的生理指标和形态指标。

2.2生理指标测定

2.2.1叶绿素含量的测定

使用乙醇提取法测定[18]。

称取清洗过的黄瓜叶片0.2g，剪碎（去掉中脉）放入研钵，加入5ml96%乙醇，少量石英砂，CaCO3研磨成匀浆，再加入96%乙醇5ml，继续研磨至组织变白，静置3-5分钟，倒入漏斗，过滤到25mi的棕色容量瓶中，用少量乙醇冲洗研钵，研棒数次，最后用乙醇定容到25mi，摇匀。

以96%乙醇为空白，用分光光度计在波长665nm和649nm下测定其吸光度，按下列公式计算叶绿素含量：

Ca=13.95A665-6.88A649

Cb=24.96A649-7.32A665

叶绿素含量（mg/g）=cVn/W

式中：

c为色素的浓度（mg/L）；V为提取液体积（L）；n为稀释倍数，W为样品鲜重（g）。

2.2.2可溶性糖含量的测定

采用蒽酮法测定[19]。

称取叶片0.5g，去掉中脉剪碎混匀，分别放入20ml的试管中，加入10ml的蒸馏水，并用塑料封口膜密封置后，至于沸水中保温30分钟。

自然冷却至室温后过滤，提取液过滤入25ml的容量瓶中，用蒸馏水重复提取一次并过滤，最后用蒸馏水定容。

吸取样品提取液0.5ml于试管中，加蒸馏水1.5ml，按顺序向试管中依次加入0.5ml的蒽酮乙酸乙酯和5ml的浓硫酸（比重1.84），充分震荡，立即将试管放入沸水中，逐管准确保温一分钟，取出后自然冷却至室温，以空白作对照，用分光光度计测定在630nm处的吸光值，按下列公式计算可溶性糖含量：

可溶性糖含量测定（mg/g）=cVn/a/W×10-3

式中：

c为标准曲线上查得的值（µg）；V为提取液总量（ml）；a为显色体系中提取液的加入量；n为稀释倍数；W为样品鲜重（g）。

2.2.3可溶性蛋白质含量的测定

采用考马斯亮蓝法G-250法进行测定。

取0.5g叶片于研钵中，用5ml蒸馏水研磨成匀浆后，转移至离心管，冲洗研钵研棒数次，3000r/min离心10min，上清液转移至25ml容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度。

吸取提取液1ml和5ml考马斯亮蓝G-250溶液，摇匀，放置2min，以空白为对照，在595nm波长下测定吸光值，按下列公式计算蛋白质含量：

蛋白质含量（mg/g）=cVT/VS/W×10-3

式中：

c为标准曲线上查得的值（μg）；VT为提取液总量（ml），VS为显色时的提取液加入量（ml），W为样品鲜重（g）。

2.2.4过氧化氢酶活性的测定

取1g的叶片加入PH值为7.8的磷酸缓冲液少量，研磨成匀浆，转移至25ml容量瓶中，再用缓冲液冲洗研钵，冲洗液转移至容量瓶中，最后用缓冲液定容，4000r/min离心15分钟，上清液即为过氧化氢酶的粗提液。

取上清液2.5ml于三角瓶中，对照组立即加入2.5ml10%H2SO4,再加入2.5ml的0.1mol/LH2O2，测定组加入上清液2.5ml和2.5ml的0.1mol/LH2O2。

同时计时，于30°C恒温水浴中保温10分钟后，向测定组加入10%H2SO42.5ml终止反应。

用0.1mol/LKMnO4标准溶液滴定，至出现粉红色且30s不退色为终点。

按下列公式计算过氧化氢酶活性：

CAT（H2O2mg/g/min）=1.7V（A-B）/WVtt

式中：

A为对照滴定所用KMnO4量（ml）；B为酶反应后滴定所用KMnO4量（ml）；V为提取酶液总量（ml）；W为样品鲜重（g）；Vt为反应体系加入的酶液量（ml）；t为反应时间（min）。

2.2.5过氧化物酶活性的测定

取2g的叶片加入PH值为5.5的磷酸缓冲液少量，研磨成匀浆，转移至离心管中3000r/min离心10分钟，上清液转移至25ml容量瓶中，再用缓冲液冲洗研钵，冲洗液转移至容量瓶中，最后用缓冲液定容，低温下备用。

试管中加入2.9ml50mmol/L磷酸缓冲液，，1ml2%的H2O2，1ml50mmol/L的愈创木酚和0.1ml酶液，置于37℃水浴中保温15分钟，对照组置于沸水中5min，反应结束后立即测470nm波长的吸光度，测定3-5分钟的吸光度变化。

按下列公式计算过氧化物酶活性：

过氧化物酶活性（µ/g/min）=△A470V/（0.01WVtt）

其中：

W为材料鲜重（g）；V为酶液提取量（ml）；Vt为反应体系加入的酶液量（ml）；t为反应时间（min）。

2.3形态指标的测定

用尺子测量黄瓜苗的株高（子叶节到生长点之间的距离），叶长，叶宽，用游标卡尺测量茎粗（子叶节下1cm处的粗度）。

2.4数据处理

对数据进行方差分析，用MicrosftExcel软件作图。

3结果与分析

3.1SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶绿素含量的影响

SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶绿素含量的影响见图1。

由图可知，在NaCl胁迫作用下，叶绿素含量与对照（非NaCl胁迫）没有明显的差异。

而低浓度围的SNP处理，本实验体现在6mg/Kg围，可提高幼苗的叶绿素含量，其中6mg/KgSNP处理显著缓解盐胁迫对叶绿素的抑制，作用最大，超高了CK水平。

而8mg/KgSNP和10mg/KgSNP处理黄瓜叶片的叶绿素含量出现明显的下降趋势，而这种下降趋势较为缓和，基本趋于0mg/Kg的SNP处理。

这说明低浓度的SNP，释放的NO能缓解盐胁迫下黄瓜叶片中叶绿素的降解，而随着浓度的升高，这种作用又呈现下降趋势。

A:

CK（正常生长的植株）B:

0mg/KgSNP+4mg/KgNaClC:

2mg/KgSNP+4mg/KgNaClD:

4mg/KgSNP+4mg/KgNaClE:

6mg/KgSNP+4mg/KgNaClF:

8mg/KgSNP+4mg/KgNaClG:

10mg/KgSNP+4mg/KgNaCl下同

3.2SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗可溶性糖含量的影响

SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗可溶性糖含量的影响见图2。

由图可知，4mg/kgNaCl的胁迫下，黄瓜幼苗的可溶性糖含量显著增加，但和CK相比，没有达到显著水平。

SNP处理会降低NaCl胁迫对黄瓜苗的可溶性糖含量的促进作用，且随着浓度的升高，这种促进作用显著性增加。

从数值上考虑，随着SNP浓度的升高黄瓜幼叶中可溶性糖含量呈下降趋势，当浓度达到一定围后，这种促进作用有所降低，本实验中，2mg/KgSNP，4mg/KgSNP，6mg/KgSNP处理表现为下降趋势较急促，而浓度8mg/KgSNP，10mg/KgSNP处理促进作用变化较小，基本不再变化。

3.3SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗可溶性蛋白质含量的影响

SNP对NaCl胁迫下黄瓜胁迫下可溶性蛋白质含量的影响见图3。

有图可知，在4g/mgNaCl的作用下，黄瓜幼苗的可溶性蛋白质含量明显升高，达到显著水平，而低浓度的SNP处理减弱了盐胁迫对可溶性蛋白质的促进作用。

2mg/KgSNP，4mg/KgSNP和6mg/KgSNP处理明显减低了盐胁迫下的蛋白质含量，8mg/KgSNP处理与CK处理下的黄瓜幼苗的可溶性蛋白质含量相比已经没有明显的差异，而10mg/KgSNP处理使得黄瓜叶片可溶性蛋白质的含量明显降低了，已经与没有SNP处理的叶片可溶性蛋白质含量接近，10mg/KgSNP处理明显的抑制了盐胁迫对蛋白质含量的促进作用。

3.4SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗过氧化物酶活性的影响

SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗过氧化物酶活性的影响见图4，由图可知，与CK相比，盐胁迫显著降低了黄瓜叶片中过氧化物酶活性，SNP处理后各组过氧化物酶活性都有所升高，低浓度的SNP处理，即2mg/KgSNP，4mg/KgSNP处理会使酶活性显著增加，但随着浓度的增加，达到6mg/Kg的SNP处理后，黄瓜幼苗叶片中的过氧化物酶的活性又有所降低，8mg/KgSNP处理酶活性进一步降低，而到10mg/KgSNP处理后，酶活性已经基本降低到没有SNP处理的水平上了，其中4mg/Kg的SNP处理GPX活性增加较明显，达到显著水平。

3.5SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗过氧化氢酶活性的影响

SNP对NaCl胁迫下黄瓜幼苗过氧化氢酶活性的影响见图5.由图可知，与对照相比4mg/Kg的NaCl处理显著降低了黄瓜幼苗叶片中过氧化氢酶的活性，施加SNP后，各组