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1、摘 要本试验主要研究虎尾藓在高温胁迫下的各种生理生化指标的变化。将虎尾藓作为实验材料，利用烘箱营造高温环境，对虎尾藓在60高温胁迫下的分别处理4h、8h、12h、24 h、36 h、48 h、72 h、96h和144 h进行取材，并测定植株体内的可溶性糖含量、丙二醛含量和可溶性蛋白质含量，脯氨酸含量，过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性等生理变化。研究结果如下：虎尾藓在遭到相同高温胁迫不同时间段时，虎尾藓体中脯氨酸含量随着胁迫时间的延长是先减少后增多又减少的，可溶性糖的含量是随着时间先升后降的，可溶性蛋白质的含量是随着先减少后增多的、丙二醛含量是随着时间先上升后下降在上升的，过氧化物酶的活性是先上升
2、再下降，并且一直高于对照组，过氧化氢酶的活性随着时间是不断波动，但一直低于对照组。从植物生理反应的角度来说，本次研究结果为研究虎尾藓耐高温机制提供了有用的理论依据，为苔藓植物耐热性研究提供了参考，为丰富高温地区的植被提供帮助。AbstractThis experiment mainly studied the changes of various physiological and biochemical indexes of tigertail mites under high temperature stress.Using tiger scorpion as experimental m
3、aterial, the oven was used to create a high temperature environment, and the scorpion mites were treated under high temperature stress of 60 C for 4h, 8h, 12h, 24h, 36h, 48h, 72h, 96h and 144h. The physiological changes of soluble sugar content, malondialdehyde content and soluble protein content, p
4、roline content, peroxidase activity and catalase activity were determined.The research results are as follows:When the tiger scorpion was exposed to the same high temperature stress for different time periods, the proline content in the scorpion scorpion decreased first and then decreased with the p
5、rolongation of stress time. The content of soluble sugar increased first and then decreased with time. The content of soluble protein increased with the decrease, and the content of malondialdehyde increased with time and then decreased. The activity of peroxidase increased first and then decreased,
6、 and it was always higher than that of the control group. The activity of hydrogenase fluctuates over time, but it remains lower than the control group.From the perspective of plant physiological response, the results of this study provide a useful theoretical basis for studying the high temperature
7、 resistance mechanism of tigertail, and provide reference for the study of heat tolerance of bryophytes, and provide assistance for enriching vegetation in high temperature areas.摘 要1Abstract1第1章 绪 论51.1 研究背景51.2 植物抗高温胁迫生理学研究进展51.2.1 脯氨酸与植物的抗高温性51.2.2 可溶性糖与植物抗高温性61.2.3 可溶性蛋白质与植物的抗高温性61.2.4 丙二醛与植物抗高温
8、性61.2.5 过氧化氢酶与植物的抗高温性71.2.6 过氧化物酶(POD)与植物的抗高温性71.3 虎尾藓简介71.4 研究目的和意义7第2章 材料与方法82.1 试验材料及处理82.2 主要试验仪器和试剂82.3 生理指标测定102.3.2 脯氨酸含量测定102.3.4 可溶性蛋白质含量测定102.3.5 丙二醛含量测定102.3.6 过氧化氢酶活性的测定112.3.6.1 酶液提取112.3.6.2 酶活性测定112.3.7过氧化物酶活性的测定122.3.7.1 酶液的制备12第3章 结果与分析123.1 长期60高温胁迫下虎尾藓渗透调节物质变化123.1.1 长期60高温胁迫下虎尾藓脯
9、氨酸含量的变化123.1.2长期60高温胁迫下虎尾藓可溶性糖含量变化133.1.3 长期60高温胁迫下虎尾藓可溶性蛋白质含量变化143.1.4 长期60高温胁迫下虎尾藓丙二醛含量变化153.2 长期60高温胁迫下虎尾藓酶系统活性的变化153.2.1 长期60高温胁迫下虎尾藓过氧化物酶活性的变化153.2.2 高温胁迫下虎尾藓过氧化氢酶活性的变化16第4章 讨 论17结论18第1章 绪 论1.1 研究背景 苔藓植物是小型绿色孢子植物,结构最为简单 43, 因为能很好的适应各种极端环境,而被称为“先锋植物” 1, 尤其在火山15，16、峡谷17、冰缘18、石漠19等极端严酷生态环境能很好的生长。藓
10、类植物中的一部分在高温下仍能正常生长，表现了苔藓优秀的适应性，因而苔藓植物被认为是耐热性的重要材料。现阶段研究者对植物耐热性的生理研究很多，但对苔藓植物的耐热性了解不多。本研究以生长在岩浆岩表面的虎尾藓为实验材料，通过人工模拟高温条件，研究其在60度高温胁迫条件下不同时间段（4h、8h、12h、24 h、36 h、48 h、72 h、96h和144h）培养后各项生理生化指标的变化情况，进一步揭示了高温胁迫下的虎尾藓的生理生化指标的变化来探讨虎尾藓的耐热性，为藓类植物耐高温性研究提供可靠的理论依据，为极端环境地区的植被丰富提供一定帮助。1.2 植物抗高温胁迫生理学研究进展近年来,人类的不爱护环境
11、，以及大量影响全球气温的气体的大量排放，导致全球气温上升,据调查全球的气温不断升高，并且有可能上升会越来越快2。温度对植物的生长很重要，因为全球变暖，高温胁迫对植物的影响也会越来越大，当植物遭遇高温，植物的生长发育会受阻，生产力也会下降，严重的时候会产量严重 减少, 造成经济损失2。在高温胁迫打乱植物生理代谢, 以及损害细胞结构时,面对胁迫植物会启动自身的保护机制来减少受到的伤害3，在这个过程中，植物体内的生理指标会发生增加或减少的变化。目前，有关植物的抗高温性与其体内各项生理指标关系的报道较多，主要体现在以下几个方面：1.2.1 脯氨酸与植物的抗高温性 对于植物来说，在遭到高温胁迫时鉴定植物
12、抗热性的生理指标是植物体内脯氨酸的累积 11。脯氨酸能保持细胞膜结构的完整性，是因为水溶性最大的氨基酸是脯氨酸,而脯氨酸能利用与蛋白质的相互作用达到增强蛋白质的溶解度目的，进而来加大细胞的抗脱水能力和蛋白质间的水合作用31。脯氨酸被认为是植物逆境胁迫的产物 4，所以植物造高温胁迫时脯氨酸含量普遍会增加，而脯氨酸积累的原因是合成加快、而氧化和蛋白质合成受到抑制4，可以防止植物水分散失和提高原生质体的稳定性。研究者们表明，植物在高温胁迫下，耐热性强的总是比耐热性弱的体内脯氨酸的积累会更多6。相同植物，不同品种，耐热性越好的脯氨酸含量增加越明显。张乐华等研究指出,不同品种的杜鹃花体内的脯氨酸在30轻
13、度胁迫时，耐热性越好脯氨酸增加幅度越小, 而38重度胁迫时，耐热性越好脯氨酸增加幅度越大9 。1.2.2 可溶性糖与植物抗高温性在植物的生命周期中，可溶性糖作为渗透调节物质具有重要作用。因为它具有调节植物生长发育和基因表达的作用，所以在一定的胁迫范围内,植物能通过调节体内可溶性糖的含量来达到降低胁迫对植物膜系统的伤害的目的5。植物的耐热性也与体内的可溶性糖含量有着密切联系。研究发现，在高温胁迫下，为了植物体内的可溶性糖含量增加，保护细胞，体内的淀粉会迅速水解 14。1.2.3 可溶性蛋白质与植物的抗高温性植物在高温胁迫下会失水严重，此时可溶性蛋白作为渗透调节物质就发挥作用了，组织通过可溶性物质
14、的主动积累使渗透势降低，进而保护植物。因可溶性蛋白质可以通过它的亲水性质来影响细胞的保水力42，可溶性蛋白质有可维持植物体的渗透压，以避免高温造成的伤害的作用4。研究发现，高温胁迫下植物的抗热性与植物体内可溶性蛋白质的含量有密切关系， 抗热性好的植物较抗热性一般的植物，在高温胁迫下，蛋白质合成速率要更高，蛋白质降解速率要更低12。宋丽莉的水稻研究认为作为水稻品种苗期耐热性的鉴定可以考虑利用可溶性蛋白 13。李木英在研究中发现，在高温胁迫下水稻根系的可溶性蛋白质含量减少，但耐热品种的含量要比热敏性高，因而可以通过此方法来判断不同水稻的品种8。1.2.4 丙二醛与植物抗高温性膜脂过氧化的最终产物就
15、是丙二醛，因此其含量大小可被作为衡量植物细胞膜脂过氧化和质膜受损伤程度的重要指标4。大量研究表明，高温胁迫下植物的膜脂过氧化水平与植株的耐热性有关，如张乐华的研究发现，耐热性强的牡丹与耐热性一般的牡丹在相同高温下，耐热性强的牡丹的丙二醛增幅要更小9。沈蕾等研究发现，多蒴灰藓在40和60的高温胁迫下，多蒴灰藓中的丙二醛含量会随着温度的升高而增多10。1.2.5 过氧化氢酶与植物的抗高温性过氧化氢酶 (CAT)活性在植物遭受胁迫先升高在下降，能降低过氧化对植物的伤害程度， 得到一个稳定的膜系统 24。过氧化物酶参与细胞中过氧化氢的清除, 使其保持在一个较低的水平, 从而保护膜的结构23。如彭华婷等23 的研究表明，在高温胁迫下,大花三色堇的CAT活性均呈下降趋势, 从而影响了细胞中H2O2的清除, 使细胞膜受到破坏。1.2.6 过氧化物酶(POD)与植物的抗高温性在植物细胞内过氧化物酶是保护酶系统中的一员20，21。高温胁迫中的膜脂过氧化会产生的H2O2 等有毒物质，清除有毒物质可以间接降低过氧化物酶活性来达到，从而对细胞膜的抗氧化起防御作用。在高温胁迫下，过氧化物酶活性在一定温度范围内与时间的多少呈正相关。刘应迪等研究表明，在一定的温度下, 藓类植物过氧化物酶活性与处理时间呈正相关22
