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氢气对盐胁迫下喜盐鸢尾氧化损伤保护机制研究

氢气在农业领域的研究也越来越热闹,有应对植物胁迫的经典研究,有保护插花衰老的研究,也有水果保鲜的研究。从应用角度,氢水作为一种给土壤和动植物提供氢气的方法,对于土壤改良,作物生长,作物营养改善,农畜牧水产量等方面,都具有潜在的应用前景。

全球土壤盐渍化日益严重,我国盐渍土面积已显著高于全球平均水平。盐胁迫严重影响植物生长发育,盐生植物与盐敏感植物相比在应答盐胁迫的过程中可能存在独特的调控机制,本研究利用耐盐植物喜盐鸾尾(Iris.halophila Pall.)作为研究对象来探讨其耐盐机理。氢气(Hydrogen,H2)作为一种新型调节植物生理过程中的信号分子,可通过影响植物激素、调节离子平衡的转运蛋白及其转录因子、抗氧化酶、根际微生物等参与和调节植物生长发育、成熟衰老、胁迫耐受等多种生理过程。

本研究对氢气是否可以增强喜盐鸢尾盐耐受性展开研究,以期为进一步提升耐盐植物耐受性提供新的思路。主要研究结果如下:1.喜盐鸢尾受到盐胁迫后通过提高抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量及控制钠离子转运相关基因以减缓盐处理对愈伤组织氧化损伤程度。2.用 50、100、500mmol/L 氯化钠及 25%、50%、100%富氢水混合溶液处理喜盐鸢尾愈伤组织,结果显示25%、50%、100%富氢水可不同程度缓解盐胁迫对喜盐鸢尾造成的损伤,其中100%富氢水效果最佳。3.富氢水处理可提高抗氧化酶(SOD、POD、可溶性蛋白)的活性,减缓盐处理对愈伤组织氧化损伤程度。4.富氢水处理可显著提高喜盐鸢尾NHX基因的表达量,降低钠钾离子比,增强喜盐鸢尾耐盐性。5.富氢水处理可提高喜盐鸢尾内源一氧化氮含量,而一氧化氮已被证明可参与到植物耐盐调控中。本研究采用生理生化、化学及分子手段对富氢水的保护作用进行探究,研究结果表明富氢水处理喜盐鸢尾可提高其抗氧化酶活性,增加NHX基因表达量,降低钠钾离子比,提高内源一氧化氮含量,说明富氢水可能通过调节钠离子转运及提高抗氧化活性等方式减轻盐胁迫损伤,这一结果为进一步探究氢气的胁迫保护作用提供了坚实基础。

本研究来自中央民族大学硕士研究生论文,作者是孟凡虹
 

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