基本信息
- 项目名称：
- 油菜素内酯增强辣椒抗旱性的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品以湘研6号辣椒为材料，对干旱处理下的辣椒喷施油菜素内酯(BR)，研究BR对辣椒生长、开花结果、以及光合作用和氧化代谢的影响，探索BR增强辣椒抗旱性的作用机制，为农业生产提供理论和实践依据。
- 详细介绍：
- 以辣椒品种湘研6号为材料，研究了干旱胁迫下油菜素内酯（BR）对辣椒抗旱性的影响。结果表明，BR处理明显促进了干旱胁迫下辣椒的净光合速率、花粉活力以及花粉在柱头上的萌发率，减缓了干旱胁迫对辣椒生长量和开花结果的抑制；减少辣椒落蕾、落花和落果率，有利于干旱胁迫下辣椒总产量、单果重和千粒重的增加。BR促进了正常生长条件下辣椒叶片中H2O2含量的增加，同时诱导了APX等抗氧化酶活性的增强；与干旱胁迫下植株比较而言，虽然BR处理对干旱胁迫下植株叶片中SOD和POD活性影响不大，但其显著促进辣椒叶片APX和CAT酶活性的增强，从而减轻了干旱胁迫下辣椒叶片中H2O2和MDA含量。由此我们推测：外源BR处理可通过促进辣椒叶片光合作用、抗氧化酶活性、花粉活力和花粉在柱头的萌发率，以提高干旱胁迫下辣椒的生长及开花结果能力，从而增强了辣椒对干旱胁迫的抗性；并且BR诱导辣椒抗氧化酶活性增强的可能作用机制为：BR首先促进了辣椒体内H2O2信号分子含量的上升，然后H2O2诱导了叶片中APX等抗氧化酶活性的增强，从而促进了辣椒抗氧化能力的增强。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 对干旱胁迫下的辣椒喷洒BR，探究BR增强辣椒抗旱性的作用机制。 实验设计： a 培育辣椒； b处理：按照正常浇水、正常浇水+BR处理、干旱处理、干旱+BR处理，共四种处理处理辣椒： c 耐旱性指标测定：分别对各组辣椒的生长指标、抗氧化酶活性及光合作用进行测定。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品证实BR能提高作物的产量；并推测出BR提高作物抗性可能的作用机制。 此外本作品首次报道BR对干旱胁迫下辣椒开花结果的影响。
应用价值和现实意义
- 我们的研究成果证实BR不仅可以促进正常栽培条件下辣椒的产量，其增产率达35%；且能缓解干旱胁迫下辣椒产量的下降，干旱后喷施BR的辣椒的产量为干旱胁迫下辣椒产量的2.4倍。因此研究成果对于辣椒生产具有现实指导意义，在夏季辣椒生产中具有实际应用价值。此外，我们的研究成果也可为生产实践中利用BR提高其它夏季果菜类作物对干旱胁迫的抗性，促进其产量与品质的提高提供实践指导。
学术论文摘要
- 以辣椒品种湘研6号为材料，研究了干旱胁迫下油菜素内酯（BR）对辣椒抗旱性的影响。结果表明，BR处理明显促进了干旱胁迫下辣椒的净光合速率、花粉活力以及花粉在柱头上的萌发率，减缓了干旱胁迫对辣椒生长量和开花结果的抑制；减少辣椒落蕾、落花和落果率，有利于干旱胁迫下辣椒总产量、单果重和千粒重的增加。BR促进了正常生长条件下辣椒叶片中H2O2含量的增加，同时诱导了APX等抗氧化酶活性的增强；与干旱胁迫下植株比较而言，虽然BR处理对干旱胁迫下植株叶片中SOD和POD活性影响不大，但其显著促进辣椒叶片APX和CAT酶活性的增强，从而减轻了干旱胁迫下辣椒叶片中H2O2和MDA含量。由此我们推测：外源BR处理可通过促进辣椒叶片光合作用、抗氧化酶活性、花粉活力和花粉在柱头的萌发率，以提高干旱胁迫下辣椒的生长及开花结果能力，从而增强了辣椒对干旱胁迫的抗性；并且BR诱导辣椒抗氧化酶活性增强的可能作用机制为：BR首先促进了辣椒体内H2O2信号分子含量的上升，然后H2O2诱导了叶片中APX等抗氧化酶活性的增强，从而促进了辣椒抗氧化能力的增强。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 白洁，蒋卫杰，余宏军，刘艳鹏．外源ABA、Put 和BR对亚适温条件下番茄幼苗叶片保护酶活性的影响．中国农学通报，2007，23：317-320 曹云英，赵华. 高温胁迫下油菜素内酯对水稻幼苗的保护作用.中国水稻科学，20 07，21：525-529 冯朝红，李凯荣，张鹏文，刘建利. 干旱胁迫下油菜素内酯对文冠果苗木抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的影响. 干旱地区农业研究，2008，26：152-155 胡文海，黄黎锋，毛伟华，周艳虹，喻景权．油菜素内酯对黄瓜苗期叶片光合机构调节作用的研究．园艺学报，2006，33：762-766 胡文海，曾建军，曹玉林，肖宜安，段智辉．干旱胁迫对两种辣椒叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响．干旱地区农业研究，2008，26：156-160 李凯荣，李会科，王健．天然油菜素内酯对红富士苹果抗旱增产效应的研究．园艺学报，2006，33：1059-1062 李阳，齐曼.尤努斯，祝燕．水分胁迫对大果沙枣光合特性及生物量分配的影响．西北植物学报，2006，26：2493-2499 刘玲，沙奕卓，白月明．中国主要农业气象灾害区域分布于减灾对策．自然灾害学报，2003，12：92-97. 宋凤斌，戴俊英．干旱胁迫对玉米花粉和花丝表面超微结构及两者活力的影响．吉林农业大学学报，2004，26：1-5 王贺正，马均，李旭毅，李艳，张荣萍，汪仁全．水分胁迫对水稻结实期活性氧产生和保护系统的影响．中国农业科学，2007，40：1379-1387 薛吉全，马国胜，路海东，任建宏．作物抗旱性与作物生产．西安联合大学学报，2001，4：22-26. 张青林,罗正荣．部分柿属雄性种质巨大花粉、花粉离体及其在罗田甜柿柱头上的萌发率．果树学报，2006，23：293-296
同类课题研究水平概述
- 干旱是农业生产中的最主要限制因子之一，据统计，干旱、半干旱土地约占我国陆地总面积的二分之一，即使在我国南方非干旱区域在夏季也常会发生季节性干旱。干旱对农业生产的影响居各种自然灾害之首，其危害程度相当于其它自然灾害之和，严重影响到作物的产量与品质。研究表明，干旱胁迫可导致光合作用下降和活性氧增加，从而造成作物伤害。减数分裂和花期是植物生殖生长阶段两个对各种胁迫最敏感的时期，干旱胁迫导致花粉花丝活力下降、抑制花粉在柱头上的黏附和花粉管的生长；干旱胁迫也可通过减少对生殖器官有机物的供应，从而阻碍了生殖器官的发育，进一步影响到作物的产量与品质。 油菜素内酯（Brassinosteroid, BR）是从油菜的花粉中分离获得的一种新型植物激素，广泛分布于各种植物组织中。BR在植物器官分化、组织发育、开花和衰老等生长发育过程中发挥重要调控作用。现在越来越多的研究表明BR具有增强植物对低温、高温、盐胁迫、干旱 等的抗性。而且，BR还具有直接促进植物光合作用的效果目前也有研究表明BR可有效地降解施用于作物上的农药残留。由此可见BR是一种集高效生产、有效抗逆、绿色环保为一体的植物激素。然而，BR提高作物抗性的研究主要集中于抗氧化能力方面，并且其促进作物抗氧化能力增强的作用机制不明确。而且，BR作为一种最初由植物花粉中获得，并且在种子和花等生殖器官中含量最高的植物激素，应该对植物生殖器官的发育起着重要作用，但目前极少有从BR对逆境胁迫下作物生殖器官的影响这一角度探索BR增强作物抗性的研究。 基于这种认识，我们以辣椒为材料，就BR对辣椒生长、开花结果、花粉活力、抗氧化酶活性、光合作用等相关生长发育及生理代谢过程开展研究，以期探索BR是否可有效促进干旱胁迫下辣椒的开花结果及其作用机制，并试图探究BR促进干旱胁迫下辣椒抗氧化能力增强的作用机制，从这两个方面来探明BR促进辣椒抗旱性的作用机制，为农业生产提供理论依据和实践指导。
