除草劑和低溫對(duì)不同耐冷性水稻幼苗的氧化脅迫效應(yīng)研究.pdf

1、包括除草劑在內(nèi)的非生物脅迫可引起植物的氧化脅迫，因此植物的抗逆性與其抗氧化脅迫能力密切相關(guān)，并可能會(huì)影響除草劑的選擇性。本論文研究了不同耐冷性水稻品種(圣稻13和IR50)幼苗經(jīng)除草劑(百草枯和丙酯草醚)和低溫處理后的氧化脅迫效應(yīng)，并借此了解丙酯草醚造成水稻幼苗氧化脅迫傷害的特征。主要研究結(jié)果如下： 1、圣稻13和IR50的幼苗在光照下4℃處理6h后，葉片均呈萎蔫。兩個(gè)水稻品種的電解質(zhì)滲透率分別上升至對(duì)照的～2和～5倍，圣稻13

2、經(jīng)24h常溫恢復(fù)生長(zhǎng)后回復(fù)至對(duì)照水平，而IR50經(jīng)過(guò)48h恢復(fù)生長(zhǎng)仍然是對(duì)照的5倍多。葉片丙二醛(MDA)水平也表現(xiàn)出相似的變化，冷處理造成這兩個(gè)水稻品種的MDA上升，圣稻13經(jīng)2天恢復(fù)生長(zhǎng)即可回復(fù)正常，而IR50在4天恢復(fù)生長(zhǎng)期間持續(xù)上升，受害葉片死亡。因此圣稻13的耐冷性較高，而IR50對(duì)冷敏感。 2、冷處理降低了兩個(gè)水稻品種的還原型谷胱甘肽(GSH)含量，卻提高了還原型抗壞血酸(AsA)含量，恢復(fù)生長(zhǎng)4天后圣稻13的GSH

3、含量得到恢復(fù)，而IR50中GSH含量仍顯著低于對(duì)照。圣稻13中脫氫抗壞血酸(DHA)占總抗壞血酸的比例變化不大，相反地，IR50中DHA顯著上升。由于從DHA轉(zhuǎn)變成AsA需要消耗GSH，而IR50的GSH含量在恢復(fù)期繼續(xù)降低，這可能導(dǎo)致AsA的再生速率減慢，使得IR50葉片內(nèi)清除氧自由基的能力減弱。經(jīng)低溫處理后，圣稻13和IRS0的CAT活力顯著下降，POD活力(滯后)上升，GST活力僅有很小的變化，表明水稻幼苗的耐冷性與CAT、POD

4、以及GST(CDNB)活力間沒(méi)有顯著相關(guān)性。冷處理后IP50的APX活力顯著下降，而圣稻13的APX活力則顯著上升，因此，圣稻13比IR50具有較高的耐冷性狀與前者冷處理后葉片中APX活力上升有關(guān)。 3、50nM百草枯顯著抑制IR5O幼苗生長(zhǎng)，對(duì)圣稻13的生長(zhǎng)沒(méi)有顯著影響。百草枯處理使兩個(gè)水稻品種的MDA含量有大幅度的提升，這與百草枯通過(guò)產(chǎn)生氧自由基的殺草機(jī)理相符。圣稻13的GSH和AsA都有較大幅度的上升，IR50的GSH含量

5、雖有小幅的上升，AsA卻小幅下降。同時(shí)，圣稻13的GST活力的上升幅度遠(yuǎn)大于IR50的。這可能反映了在耐冷性水稻品種中具有谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性的GST同工酶得到較多的表達(dá)，并由此增強(qiáng)了對(duì)活性氧的抵抗能力。此外，百草枯處理造成IR50的CAT活力顯著下降，卻并未引起圣稻13的CAT活力顯著變化；百草枯使這兩個(gè)水稻品種的APX活力顯著下降，圣稻13的POD活力上升了～15％，但對(duì)IR50的POD活力沒(méi)有顯著影響。因此，圣稻13對(duì)百草枯一定

6、程度的抗性可能與其GSH、AsA含量以及GST、POD、CAT活力的上升響應(yīng)或維持在較高水平有關(guān)。 4、100nM丙酯草醚處理顯著抑制圣稻13和IR50幼苗的生長(zhǎng)，引起圣稻13中MDA和GSH含量較大幅度的上升，但對(duì)IR50的MDA和GSH含量沒(méi)有顯著影響，表明丙酯草醚處理對(duì)圣稻13造成了氧化脅迫傷害，而對(duì)IR50并未造成氧化脅迫傷害。經(jīng)丙酯草醚處理后，圣稻13的GST活力上升了30～40％，而IR50的GST活力僅上升了～15％；兩個(gè)

7、水稻品種的CAT活力下降了20～30％：圣稻13的APX活力沒(méi)有顯著變化，而IR50的APX活力卻上升了～40％。此外，兩個(gè)水稻品種的POD活力都有所上升。 5、H2O2處理后，圣稻13中H2O2含量稍微下降，而IR50中H2O2含量卻有較大幅度的上升，這提示，冷敏感性品種IR50可能可以通過(guò)H2O2預(yù)處理來(lái)增加其抗性。但H2O2處理對(duì)2個(gè)水稻品種的GSH含量沒(méi)有顯著影響，對(duì)圣稻13中AsA含量也沒(méi)有顯著效應(yīng)，卻造成IR50的A

8、sA含量下降，而且，兩個(gè)水稻品種的DHA所占比例大幅度提高。因此H2O2預(yù)處理IR50不能改善其抗氧化劑水平，該水稻品種耐冷性的提高可能需要通過(guò)增強(qiáng)其清除活性氧酶系的活力。H2O2處理后，圣稻13的GST活力上升不顯著(＜10％)，而IR50的GST活力上升了～30％；圣稻13的CAT活力上升了～25％，而IR50的CAT活力下降了～20％；圣稻13的APX活力下降不顯著(＜10％)，而IR50的APX活力下降幅度達(dá)～20％；兩個(gè)水稻品