高濃度co2(0.5％)下四倍體刺槐葉綠體和線粒體的響應機制

1、學校代碼：1 0 2 2 5學 號：S 1 6 2 9 7學位論文高濃度C 0 2 ( O ．5 ％) 下四倍體刺槐葉綠體和線粒體的響應機制指導教師姓名：申請學位級別：論文提交日期：授予學位單位：孟凡娟碩士姜明詮東北林業(yè)大學2 0 1 6 年4 月東北林業(yè)大學學科專業(yè)：論文答辯日期：授予學位日期：答辯委員會主席：論文評閱人：未夕厶符景大學遺傳學2 0 1 6 年6 月2 0 1 6 年6 月摘要摘要為了探索高濃度C 0 2 ( O ．5

2、 ％) 脅迫條件對植物葉片兩種重要的半自主細胞器即葉綠體和線粒體的影響，本文以四倍體刺槐( T e t r a p l o i dR o b i n i aP s e u d o s c a c i aL ．) 和二倍體刺槐( D i p l o i d R o b i n i aP s e u d o s c a c i a L ．) 為材料，分別分析了兩種刺槐長勢、線粒體和葉綠體的超微形態(tài)結(jié)構(gòu)、光合、呼吸和抗氧化系統(tǒng)等在高C 0 2

3、 下的變化。主要結(jié)果如下：高濃度C 0 2 脅迫限制了兩種刺槐的生長，葉綠體和線粒體的基本結(jié)構(gòu)不同程度遭到破壞。光合與熒光相關(guān)參數(shù)( 凈光合速率、氣孔導度、胞間C 0 2 濃度、非光化學淬滅系數(shù)N P Q 及最大光化學效率F v ／F m ) 受到抑制，葉綠體的光和色素以及線粒體的多條呼吸途徑均受到損傷?？傮w上四倍體刺槐葉片葉綠體及線粒體所受逆境影響比二倍體小。高濃度C 0 2 脅迫使二倍體刺槐的脂質(zhì)過氧化物M D A 與活性氧迅速累積

4、，造成氧化損傷，而四倍體刺槐葉綠體以及線粒體所受氧化損傷相對較輕，且四倍體葉綠體和線粒體的脯氨酸含量迅速上升，維持了一定程度的滲透平衡，總體表現(xiàn)了L t - - 倍體更強的抗逆性。此外，在高濃度C 0 2 處理初期普遍激發(fā)了四倍體葉綠體和線粒體的活性氧清除機制各個指標的上調(diào)，而二倍體的抗逆性提高不明顯。在脅迫后期，二倍體的抗氧化系統(tǒng)逐漸受到抑制，而四倍體刺槐葉綠體和線粒體雖然也受到氧化損傷，但仍能保持較高的抗氧化系統(tǒng)的相關(guān)酶活性與非酶抗

5、氧化物的含量。四倍體葉綠體和線粒體中抗氧化相關(guān)酶活性( S O D ，A P X ，G R ，D H A R ，M D H A R ，G S T 和C O X ) 和抗壞血酸一谷胱甘肽循環(huán)系統(tǒng)中的抗氧化物含量( A s A ，D H A ，G S H 和G S S G 等) 普遍高于二倍體，能更快速清除脅迫帶來的過量活性氧R O S ，維持葉綠體和線粒體內(nèi)R O S 產(chǎn)生和清除平衡，進而增強四倍體刺槐的抗C 0 2 的脅迫能力，可見，四