褪黑素緩解番茄低溫與水分脅迫機(jī)理研究.pdf

1、低溫和干旱是常見的環(huán)境脅迫因子，影響自然界中植物的分布、生長發(fā)育以及全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并威脅食品安全。番茄（Solanum lycopersicum）是一種重要的園藝作物，世界范圍內(nèi)番茄（果實(shí)）需求量大，但番茄的生長和發(fā)育極易受低溫和干旱影響，造成產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降。因此，研究提高番茄的抗寒性和抗旱性對于保障番茄的可持續(xù)生產(chǎn)具有重要意義。研究證明，褪黑素在植物中具有重要的作用，參與調(diào)控生長、發(fā)育以及脅迫響應(yīng)等過程的調(diào)控。目前，褪黑素調(diào)控番茄抗

2、寒性和抗旱性機(jī)理研究尚不多見。本研究以番茄為試驗(yàn)材料，通過測定低溫和水分脅迫下番茄葉片的光合能力、非光化學(xué)猝滅水平、抗氧化系統(tǒng)、冷響應(yīng)基因表達(dá)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累、表皮蠟質(zhì)積累以及葉片滲透勢等，研究褪黑素對番茄低溫脅迫和水分脅迫的緩解作用，并探討了其機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　1.褪黑素緩解低溫對番茄植株的傷害。褪黑素預(yù)處理可以顯著提高低溫脅迫下番茄植株的光合能力，緩解由低溫引起的氧化脅迫，表現(xiàn)在褪黑素處理可以降低丙二醛含量和電解

3、質(zhì)滲透率;提高低溫脅迫下番茄抗氧化酶活性和非酶抗氧化物質(zhì)的含量，增強(qiáng)了番茄的抗氧化能力;褪黑素促進(jìn)番茄景天庚酮糖二磷酸酶基因的表達(dá)并維持低溫脅迫下景天庚酮糖二磷酸酶的活性，有助于改善低溫脅迫下番茄葉片的光合能力;褪黑素顯著誘導(dǎo)了低溫脅迫下番茄冷響應(yīng)基因的表達(dá)，可溶性糖和脯氨酸的積累，對于提高番茄的抗寒性起著重要的作用。
　　2.褪黑素緩解低溫脅迫下番茄的光抑制。褪黑素處理促進(jìn)低溫脅迫下番茄葉片葉黃素循環(huán)中紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶基因的表達(dá)

4、和紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶輔助因子抗壞血酸的含量，以此提高紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶的活性。紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶活性的提高引起葉黃素脫環(huán)氧化水平增加，由此提高了非光化學(xué)猝滅水平，緩解番茄低溫脅迫引起的光抑制。
　　3.褪黑素緩解番茄水分脅迫。褪黑素顯著提高了干旱條件下番茄的光合能力和降低了干旱誘導(dǎo)的氧化傷害;提高了番茄的抗氧化能力;褪黑素促進(jìn)了番茄葉片表皮蠟質(zhì)合成基因的表達(dá)，增加了葉片表皮蠟質(zhì)的含量，減少了葉片非氣孔水分散失;褪黑素明顯的改變了水分脅迫