番茄中油菜素內(nèi)酯緩解氧化鋅納米顆粒脅迫及褪黑番茄中油菜素內(nèi)酯緩解氧化鋅納米顆粒脅迫及褪黑.pdf

1、由于人類活動(dòng)和工業(yè)迅猛發(fā)展的影響，土壤重金屬污染狀況日益嚴(yán)重。這不僅影響了我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也會(huì)直接影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。此外，隨著工業(yè)化水平的提高，越來(lái)越多新型的金屬納米顆粒進(jìn)入環(huán)境當(dāng)中，它們除了自身的金屬特性外，還具有許多特有的物理化學(xué)特性，對(duì)環(huán)境和人類的帶來(lái)了新的威脅。植物在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中形成了一套復(fù)雜的對(duì)抗重金屬脅迫的機(jī)制。植物可以通過(guò)調(diào)控體內(nèi)激素平衡和物質(zhì)代謝緩解重金屬毒害作用。因此，剖析植物激素和物質(zhì)代謝對(duì)重金屬及金屬納

2、米顆粒脅迫抗性的調(diào)控機(jī)制，運(yùn)用激素和有益物質(zhì)物質(zhì)處理等手段增強(qiáng)蔬菜作物對(duì)重金屬及金屬納米顆粒脅迫的抗性，提高蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，以及建立可持續(xù)農(nóng)業(yè)皆具有十分重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。本文以番茄（Solanum lycopersicum L.）為植物材料，研究了油菜素內(nèi)酯(BR)在緩解氧化鋅納米顆粒(ZnO NPs)毒害中的作用;通過(guò)處理不同形態(tài)硒(Se)元素，研究了Se對(duì)番茄生長(zhǎng)和抗氧化能力的影響。最后，利用病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)(V

3、IGS)研究了褪黑素在Se介導(dǎo)的番茄Cd脅迫抗性中的作用機(jī)制。所取得的主要研究結(jié)果如下:
　　1.研究BR在緩解ZnO對(duì)番茄毒害中的作用。隨著ZnO NPs濃度(10～100mg/L)的增加，幼苗體內(nèi)Zn含量逐漸增加，幼苗的生長(zhǎng)、生物量和根系活力逐漸下降。5nM BR顯著緩解了50mg/L ZnO NPs引起的生長(zhǎng)抑制。通過(guò)染色和定量的方法發(fā)現(xiàn)，ZnO NPs大量增加了幼苗H2O2的積累，并造成幼苗膜脂過(guò)氧化，引起了氧化脅迫。BR

4、處理之后明顯緩解了ZnO NPs的氧化脅迫。與單獨(dú)ZnO NPs處理相比，BR添加之后進(jìn)一步加強(qiáng)了抗氧化物酶SOD、APX、CAT和GR的活性，提高了還原型谷胱甘肽(GSH)的含量及GSH∶GSSG的比例。與之對(duì)應(yīng)，在ZnO NPs脅迫下，BR顯著提高了抗氧化相關(guān)基因Cu/Zn SOD,CAT1，GSH1和GR1的表達(dá)。此外，BR還顯著減少了ZnO NPs脅迫下番茄幼苗體內(nèi)Zn積累。這些結(jié)果充分表明，BR可以有效緩解ZnO NPs對(duì)番茄

5、幼苗的毒害。
　　2.研究不同形態(tài)Se對(duì)番茄生長(zhǎng)和抗氧化能力的影響。3μM不同形態(tài)Se化合物硒代半胱氨酸(Se-Cys)、Na2SeO3和Na2SeO4處理均提高了番茄的光合速率，促進(jìn)了番茄植株的生長(zhǎng)和生物量的積累，而對(duì)照的含硫化合物3μM半胱氨酸(Cys)、Na2SO3和Na2SO4對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響并不明顯。番茄根系對(duì)不同形態(tài)Se的吸收差異不大，但與Se-Cys和Na2SeO4處理相比，番茄對(duì)Na2SeO3的吸收效率較低，Na2

6、SeO3處理后番茄葉片中的Se含量顯著低于Se-Cys和Na2SeO4處理。不同類型Se處理通過(guò)提高GPX的活性、GSH的含量以及GSH∶GSSG的比例提高了番茄植株的總抗氧化能力，其中Se-Cys的作用最為顯著。不同類型Se處理顯著提高了褪黑素合成基因的表達(dá)和番茄內(nèi)源褪黑素以及其前體物質(zhì)色胺和5羥色胺的含量。這些結(jié)果充分表明，不同形態(tài)Se處理促進(jìn)了番茄植株的生長(zhǎng)，提高了植物的抗氧化能力，并且Se-Cys處理效果最優(yōu)，Na2SeO3處理

7、效果最弱。
　　3.研究褪黑素在Se介導(dǎo)的番茄鎘(Cd)脅迫抗性中的作用機(jī)理。Se-Cys、Na2SeO3和Na2SeO4三種不同形態(tài)的Se都緩解了番茄Cd脅迫，其中Se-Cys對(duì)緩解番茄Cd毒害效果最好。此外，外源添加Se-Cys和褪黑素通過(guò)提高內(nèi)源褪黑素水平顯著增強(qiáng)了番茄植株Cd抗性，緩解了Cd脅迫引起的生長(zhǎng)抑制，光抑制和電解質(zhì)溢出。然而，色氨酸脫羧酶基因（TDC）沉默抑制了Se介導(dǎo)的番茄植株Cd抗性。Se-Cys處理提高了對(duì)