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正文內(nèi)容

弱光脅迫下鈣對番茄葉片鈣組分和活性氧代謝的影響畢業(yè)論文(參考版)

2025-07-01 13:27本頁面
  

【正文】 Accepted January 25, 2022 缺鈣對番茄抗氧化系統(tǒng)的影響6 。原文出處:Michaela SchmitzEiberger*, Roland Haefs, Ge Noga Calcium deficiency – Influence on the antioxidative defense system in tomato plants Department of Horticulture, University of Bonn, Auf dem H252。在缺鈣組中水萃取鈣的量減少,而 CaCl2/adj 溶液的外源應(yīng)用提高了水萃取鈣的量到對照水平。EGTA 萃取鈣的分析(圖 2)表明,對照組和對照+佐劑處理組鈣含量數(shù)值最高,而它們的缺鈣植株數(shù)最低。當應(yīng)用鈣時,與劇烈減少臍腐病癥狀相反,番茄果實中的內(nèi)源性鈣含量沒有這么多的增加。和微量供給鈣的番茄植株相比,用背負式噴霧器噴施 CaCl2 溶液( mmol/L 的鈣)番茄植株臍腐病的發(fā)病率減少至 44%。結(jié)果外源施鈣減少生理紊亂供應(yīng)濃度為 mmol/L 的 Ca2+溶液加重了臍腐病的發(fā)病率,其發(fā)病率為53%(圖 1A,B,圖 7) 。各處理組包括 6 株植物和 4 次重復。鈣含量和植物成分進行了 8 個完全隨機重復測定。對正態(tài)分布和方差同質(zhì)性的數(shù)據(jù)進行了測試。統(tǒng)計分析用統(tǒng)計程序statgraphics (Rockville, Maryland, USA)對實驗數(shù)據(jù)進行了分析?;厥章蕿?96 177。 3%。測定其在 420 nm 處的光吸收的變化,隨后在 2022℃至確定PO 活性(Bufler and Bangerth 1982, Dai et al. 1997)。 4%,樣品中 SOD 活性無明顯影響。由于 SOD 是相對不穩(wěn)定的,所以樣品萃取液中要加入定量的超氧化物歧化酶。超氧化物歧化酶 (SOD):用含有 HEPES/KOH(pH 為 ) , mmol / L 的EDTA 緩沖液, 單位黃嘌呤氧化酶, mmol/L 的四氮唑和 4 mmol/L 的葉黃素的反應(yīng)混合物(1mL)中提取,并在 560 nm 處測定超氧化物歧化酶(SOD)的活性。因為某些酶具有膜結(jié)合的同功酶形式,檢測需要進行粗葉勻漿。葉綠素 a 和葉綠素 b 提取液分別在 663nm 和 645nm 波長下測定。根據(jù)標準化程序(Anonym 1995)進行了分析。測定每個樣品的兩個等分試樣,一個樣品添加抗壞血酸過氧化物酶和另一個未加。 2%,并不受樣品中的生育酚含量的影響。由于生育酚的穩(wěn)定性可能隨著 pH 值的升高而降低,提取過程的質(zhì)量檢查的樣品提取液中添加規(guī)定量的 α生育酚。α,β ,γ ,δ生育酚和 α 缺鈣對番茄抗氧化系統(tǒng)的影響4,β , γ,δ生育三烯酚的基礎(chǔ)上,對其熒光光譜進行了表征。葉片研磨并用己烷/異丙醇萃取,色譜分離, Lichrospher 的 Si60 柱(5 μm, 4mm 250 mm) 。 葉提取物中的維生素 E /生育三烯酚譜Schmitz 和 Noga 通過高效液相色譜法測定維生素 E/生育三烯酚衍生物。對校準樣品中的丙二醛(MDA)含量進行了分光光度法分析(E 532 nm =155 mmol/L–1 cm–1)和高效液相色譜分析。在注射前,樣品的pH 值,酸緩沖液(pH )調(diào)節(jié)。丙二醛(MDA)含量測定采用比色法完成,分別在532nm和非特異性吸光度590 nm處測定。丙二醛釋放(TBA 反應(yīng)物質(zhì))由于過氧化作用導致多不飽和脂肪酸的降解產(chǎn)生了過氧化氫離子,丙二醛,這個過程導致膜硬化和細胞死亡。代謝產(chǎn)物分析和酶的檢測取樣番茄葉片早在由于缺鈣的首發(fā)癥狀變得可見時取樣(圖 1) 。隨后,葉片暴露到800 ms白光飽和脈沖中以評估 Fm值。熒光測量在近軸葉表面進行(1995) 。在約 25℃和大氣CO 2水平500–600 ppm條件下測定番茄葉片的葉綠素熒光(CF ) 。葉綠素熒光測量葉綠素熒光測量是一個很好的手段,尤其對逆境下的光合器官早期測量和詳細分析方面。水溶鈣用水提取,細胞壁或沈陽農(nóng)業(yè)大學學士學位論文外文翻譯3質(zhì)膜結(jié)合鈣用 EGTA 提取。為了去除葉和果實表面殘留鈣離子,用蒸餾水洗滌葉和果實兩次。臍腐病的發(fā)病率用收獲果實的百分比表示。生物療效評價栽培 10 周后果實成熟并收獲。每周采用背負式噴霧器噴灑。4.(Ca+CaCl 2):,氯化鈣,外源施用。+佐劑。配方(佐劑)溶液中加入氯化鈣溶液的濃度為2g / L 。表面活性劑是商業(yè)上準備的以平均5個環(huán)氧乙烷(EO)為單位的菜籽油衍生物(甘油三酯聚氧乙烯醚) 。誘導缺鈣為了誘導臍腐病的發(fā)生,營養(yǎng)液中鈣含量從 mmol/L 的控制減少到 mmol/L來確保鈣源的不足。用生物的方法控制害蟲。 2℃(晝/夜周期)和 65 177。計算機控制灌溉和施肥,溫度和濕度分別調(diào)整為 23 177。另外,鈣作為第二信使有重要的功能(Bussler 1963),它在抗氧化防御系統(tǒng)中的作用,也是本研究的內(nèi)容。在本研究中,我們通過外加鈣對番茄果實腐爛和番茄葉缺鈣癥狀的發(fā)病率進行了調(diào)查。先前的研究表明在各種植物物種,缺鈣導致不同植物的生理功能紊亂,例如番茄和辣椒中的臍腐病或蘋果的苦痘病的產(chǎn)生。果膠酸鹽降解受多聚半乳糖醛酸酶的調(diào)節(jié),明顯受高濃度鈣離子的抑制。另一方面,它已被證明,外源性應(yīng)用的鈣離子可以改善植物在環(huán)境脅迫下的生長。鈣離子在膜穩(wěn)定和酶的合成的調(diào)節(jié)中起著舉足輕重的作用,例如蛋白激酶或磷酸酶。這些增長被認為是一個自適應(yīng)信號以激活某些生化事件,提高植物適應(yīng)環(huán)境能力(Monroy et al. 1993, Monroy and Dhindsa 1995, Braam et al. 1996)。在各種脅迫下植物細胞的游離鈣水平通常增加,如風脅迫或冷熱脅迫(Knight et al. 1991, 1992, 1996, Marschner 1993) 。關(guān)鍵詞:活性氧;抗氧化劑;鈣缺乏;酶;EGTA 萃取鈣;番茄 lycopersicum;過氧化物酶;超氧化物歧化酶;水萃取鈣縮寫:ASA =抗壞血酸; ADJ.=佐劑; DHA =脫氫抗壞血酸; =干(重量) ; =鮮重; MDA =丙二醛。丙二醛生成速率無顯著差異。每周噴施 CaCl2 溶液減少了約 50%臍腐病的發(fā)生。葉綠素熒光參數(shù),例如 Fm 和 Fv/Fm,葉綠素和生育酚的含量降到低于控制水平,超氧化物歧化酶活性降低。試驗采用無土栽培技術(shù),營養(yǎng)液中的鈣含量從 mmol / L 降低到 mmol / L。參考文獻[1]IturbeOrmaetxl I, et al. 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Differential reactivity of 226。目前關(guān)于逆境脅迫對植物活性氧代謝機制影響的研究較多,而關(guān)于鈣對逆境脅迫下對植物鈣組分和活性氧代謝的影響研究較少。鈣素的缺乏會導致植物生長發(fā)育中某些生理活動的紊亂和病害的發(fā)生,降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),進而造成嚴重的經(jīng)濟損失。4研究目的和意義干旱、鹽堿、極端溫度等非生物逆境都能引起植物細胞內(nèi)鈣離子濃度的變化。Ca 2+處理可減輕弱光脅迫引起的番茄葉片膜脂過氧化,而鈣通道抑制劑和鈣螯合劑則增加葉片的膜脂過氧化程度。李天來等人在做夜間低溫脅迫下鈣對番茄幼苗根系活力及活性氧代謝的調(diào)控作用實驗中證明了鈣素對夜間低溫脅迫下番茄幼苗根系活性氧代謝具有重要的調(diào)控作用,增強保護酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量,減緩脂過氧化作用,從而提高了番茄植株對夜間低溫脅迫的耐受性。高洪波(2022)研究表明,低氧脅迫下,外源鈣能夠提高幼苗根系和葉片的SOD、POD和CAT活性,降低MDA 含量及護產(chǎn)生速率,從而緩解低氧脅迫對網(wǎng)紋甜瓜幼苗的傷害,進而提高網(wǎng)紋甜瓜幼苗耐低氧脅迫的能力 [11]。Ca2+浸種也能提高低溫脅迫下茄子幼苗的SOD 和CAT 活性,降低MDA的積累,提高茄子幼苗耐寒性 [9]。張燕等人研究表明CaC1 2處理提高了煙草葉片膜穩(wěn)定性和膜保護酶活性,有利于保護細胞膜結(jié)構(gòu),降低高溫對煙草幼苗的傷害,鈣離子鰲合劑EGTA 能在一定程度上降低煙草葉片的抗熱性 [7]。3 逆境下鈣對植物活性氧代謝的影響目前鈣對逆境下番茄活性氧代謝的影響多集中于低溫、高溫和鹽脅迫。POD 被認為是植物體內(nèi)保護細胞免受H 2O2傷害的主要酶。POD是通過一些輔助底物如酚類化合物和抗氧化劑的氧化,從而分解H 2O2。但當自由基產(chǎn)生的速率超過系統(tǒng)清除能力時,細胞受到嚴重傷害,繼而引起SOD活性下降。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是主要的超氧化物碎滅劑,作為抗氧化脅迫的第一道防線,把O 2一 歧化為H 2O2和氧,作為一種誘導酶,SOD活性受到其底物O 2一 濃度的誘導。其中非酶系統(tǒng)主要包括:抗壞血酸(AsA),谷胱肝肽(GSH);酶系統(tǒng)主要包括:SOD,CAT,POD ,APX 和GR。2 活性氧清除系統(tǒng)為有效防止ROS的氧化損傷,植物已在長期的自然選擇過程中形成了一套有效的活性氧防御機制,以維持其體內(nèi)的ROS在適宜的濃度范圍。 (3)同時在POD的催化下,H 2O2 參與細胞壁中富含羥脯氨酸的伸展蛋白(extensin)交聯(lián)過程,強化細胞壁,延緩和阻止病原體的侵入和擴散。 “泄漏”電子給O 2 產(chǎn)生活性氧能保持電子攜帶者/電子載體的電子平衡,使它們發(fā)揮更大更有效的作用 [5]。業(yè)已證實, 高氧環(huán)境誘導的氧自由基增加,抑制了葉綠體的正常發(fā)育, 降低了葉綠體光合作用固定CO 2 的能力。此外,已證實一種多催化功能的蛋白酶復合體可有選擇地降解活性氧所破壞的蛋白質(zhì) [4]。OH 可以修飾一些蛋白質(zhì),使它們對蛋白水解酶的作用更敏感[3],一旦被破壞,蛋白質(zhì)就會進一步被肽鏈內(nèi)切酶降解。OH,導致膜脂過氧化、堿基突變、DNA 鏈斷裂和蛋白質(zhì)損傷。活性氧可以促進分子內(nèi)和分子間的交聯(lián),如二硫鍵的形成和蛋白質(zhì)的斷裂,超氧化物可使一些含金屬的酶類失活,如作用于酶(FeS) 4 族結(jié)構(gòu),或產(chǎn)生羥自由基,引發(fā)磷脂過氧化 [2]。 活性氧的作用當環(huán)境脅迫長期作用于植株, 使產(chǎn)生的活性氧超出活性氧清除系統(tǒng)的能力時,就會產(chǎn)生氧化損傷。同樣,葉綠體中的PSII 和其它位點也會產(chǎn)生活性氧。高等植物葉綠體光 逆境脅迫下鈣對植物活性氧代謝影響的研究進展 2合電子傳遞鏈光合氧化系統(tǒng)I (PSI)的受體端存在大量自動氧化酶類, 能夠通過Mehler 反應(yīng)將氧光還原成超氧化物,這些超氧化物或參與PSI電子循環(huán), 或從類囊體腔擴散至基質(zhì)膜表面,在那里可通過酶促反應(yīng)歧化成H 2O2 和O 2;或在Fe 或Cu 的存在下通過Fenton 或HaberWeiss 反應(yīng)產(chǎn)生1 生物體系的活性氧及其產(chǎn)生機制 活性氧產(chǎn)生的場所在植物細胞正常代謝過程中,活性氧可由多種途徑產(chǎn)生。植物細胞內(nèi)活性氧的消除機制主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、抗壞血酸氧化酶(APX) 和過氧化物酶(CAT) ?;钚匝?ROS: reactive oxygen species)是伴隨著地球上有氧生物的進化而產(chǎn)生的一類與氧相比,氧化活性較高或被部分還原的含氧基團,主要包括過氧化氫(H 2O2 )、單線態(tài)氧、超氧化陰離子和活性羥基自由基。游離態(tài)鈣在細胞中以自由態(tài)存在,含量很低,在 106mol植物體中易溶于水和可被硝酸鈉交換的鈣是具有生理活性的,稱為生理活性鈣(PACa)。鈣離子參與植物生長發(fā)育的全過程,并對其生理活動進行廣泛的調(diào)節(jié)。因此研究逆境脅迫下鈣對活性氧代謝的影響具有重要意義。鈣素的缺乏會導致植物生長發(fā)育中某些生理活動的紊亂和病害的發(fā)生,降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),進而造成嚴重的經(jīng)濟損失。干旱、鹽堿、極端溫度等非生物逆境都能引起植物細胞內(nèi)鈣離子濃度的變化。本文所指的逆境脅迫是指非生物脅迫。在此向所有在論文撰寫過程中給予我無私幫
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