【正文】 細(xì)胞內(nèi)活性氧的積累,會導(dǎo)致葉綠體的超微結(jié)構(gòu)及光合相關(guān)酶活性發(fā)生改變,從而使葉片捕獲和利用光的能力下降,葉片光合能力明顯降低,造成產(chǎn)量下降。弱光脅迫下鈣對番茄葉片鈣組分和活性氧的影響61 材料與方法 材料與實(shí)驗(yàn)設(shè)計試驗(yàn)于 2022 年 4 月—5 月在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)后山基地 29 號溫室中進(jìn)行。4 月 3 日播種于 50 孔的穴盤。 試驗(yàn)設(shè) 3 個供鈣水平：無鈣、正常和高鈣，即把 Ca2+的濃度分別調(diào)節(jié)為0、并用相應(yīng)水平的 Na+和 SO42+補(bǔ)充以保持其他離子平衡， PH 值為6~7，EC 在 ～。m 2m 2弱光下三種鈣水平處理分別表示為：Lg（高鈣）、Lz （正常鈣）、Lw（無鈣）；自然光下三種鈣水平處理分別表示為：Ng（高鈣）、Nz （正常鈣）、Nw（無鈣）。 測定項(xiàng)目及方法 Ca2+測定方法按 Ohat 等的方法提取番茄葉片中各種形態(tài)的鈣。L1 的 NaCl、2%的醋酸和 mol將冷藏的試材研碎后放入 7mL 有蓋離心管中，依次加入 5mL 的上述 5 種提取液，提取的主要成分分別是硝酸鈣和氯化鈣( 簡寫為 ALcCa)、水溶性有機(jī)酸鈣 ((H2OCa)、果膠酸鈣(NaClCa)、磷酸鈣和碳酸鈣(HAcCa) 、草酸鈣 (HClCa)、剩下的殘渣中主要成分是硅酸鈣(簡寫為ResCa)。采用 TAS986 型原子吸收分光光度儀測定各級提取液中鈣的含量。取 的待測樣，用 5mL 50mmol/L 磷酸緩沖液（pH ）研磨。研磨后以紗布過濾，以 10000g 離心力離心20min，上清液即為酶提取液。 丙二醛(MDA)含量測定方法MDA 含量測定采用 TBA (硫代巴比妥酸)反應(yīng)法。 超氧化物歧化酶(SOD)活性測定方法SOD 活性測定采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法。 過氧化物酶(POD)活性測定方法POD 活性測定采用愈刨木酚測定法。cm)]。2 結(jié)果與分析 鈣對弱光下番茄葉片鈣形態(tài)的影響由圖 1 可以看出，隨著鈣溶度的增加番茄葉片的水溶鈣、酸溶鈣和總鈣都有一定程度的降低。高鈣處理顯著降低了酸溶鈣及總鈣的濃度（P ） （圖 1B，D） ，并在一定程度上降低了醇溶鈣，未達(dá)顯著水平（圖 1C） 。水溶鈣在總鈣中所占比例最大，也與總鈣濃度變化最相關(guān)，說明水溶鈣可能在調(diào)節(jié)光合方面發(fā)揮著重要的作用 。表明Ca2+可以降低番茄葉片超氧陰離子的產(chǎn)生速率，減小了超氧陰離子對番茄幼苗葉片細(xì)胞膜的傷害。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文9圖2 鈣對弱光脅迫下番茄葉片超氧陰離子產(chǎn)生速率的影響Fig. 2 Effects of calcium on the super oxygen anion production rate in the leaves of tomato under low light stress Ca2+對弱光脅迫下番茄葉片MDA含量的影響由圖 2 可以看出，弱光條件下，高鈣和正常鈣處理 MDA 含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，整體上 MDA 含量略有增加。在自然光照下， MDA 含量整體上的變化趨勢和弱光條件下一樣都有所增加且無鈣處理都顯著增加。說明弱光脅迫增強(qiáng)了番茄葉片細(xì)胞膜脂過氧化的作用，也說明了鈣處理對降低番茄葉片細(xì)胞膜脂過氧化的作用在弱光脅迫下更為顯著。024681012140d 2d 4d 6d 8d 10dMDA[umol/g] LgLzLw圖3 鈣對弱光脅迫下番茄葉片MDA 含量的影響Fig. 3 Effects of calcium on the content of MDA in the leaves of tomato under low light stress 012345670d 2d 4d 6d 8d 10d超氧陰離子產(chǎn)生率[umol/min]LgLzLw 012345670d 2d 4d 6d 8d 10d超氧陰離子產(chǎn)生率[umol/min]NgNzNw 02468100d 2d 4d 6d 8d 10dMDA[umol/g] NgNzNw弱光脅迫下鈣對番茄葉片鈣組分和活性氧的影響10 Ca2+對弱光脅迫下番茄葉片SOD活性的影響從圖 4 可以看出,在自然光照和弱光下隨著時間的延長，SOD 活性都略有下降。弱光下，無鈣處理組番茄葉片的 SOD 活性急劇下降而后略有上升，在弱光條件下高鈣和無鈣處理的幼苗葉片 SOD 活性差異更為顯著。圖 4 鈣對弱光脅迫下番茄葉片 SOD 活性的影響Fig. 4 Effects of calcium on the activities of SOD in the leaves of tomato under low light stress Ca2+對弱光脅迫下番茄葉片POD 活性的影響由圖 5 可以看出，弱光處理的幼苗葉片 POD 活性隨溶液 Ca2+濃度升高而升高，高鈣和無鈣處理的幼苗葉片 POD 活性顯著差異，到處理第 10 天差異最顯著。正常光處理下，鈣濃度高，POD 活性降低的快，說明鈣起作用的時間較早第 4 天就開始起作用，清除過氧化物能力強(qiáng)。 0d 2d 4d 6d 8d 10dSOD[U] LgLzLw 0d 2d 4d 6d 8d 10dSOD[U] NgNzNw沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11 0204060801001201401600d 2d 4d 6d 8d 10dPOD[umol/(g.min)]LgLzLw 0204060801001201400d 2d 4d 6d 8d 10dPOD[umol/(g.min)]NgNzNw圖 5 鈣對弱光脅迫下番茄葉片 POD 活性的影響 Fig. 5 Effects of calcium on the activities of POD in the leaves of tomato under low light stress3 討論 鈣對番茄葉片鈣形態(tài)的影響用不同鈣成分處理不同的作物的不同器官，得到的結(jié)果往往不同。CK處理的細(xì)胞質(zhì)中有大量鈣累積， CheCa處理有效地抑制了鈣向細(xì)胞質(zhì)的流動，細(xì)胞質(zhì)中累積較少（邢尚軍等，2022）。董彩霞等人研究發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)液高鈣處理顯著增加了植株各部位的吸鈣量，說明營養(yǎng)液中鈣離子供應(yīng)強(qiáng)度增加，植株對鈣的吸收也隨之增加 [1]。陳明昌等人研究證明CaPl和 CaK2處理可以顯著提高保護(hù)地番茄總吸鈣量和果實(shí)吸鈣量，提高鈣的利用率 [3]。劉劍鋒等人研究表明采后浸鈣可大大增加梨果實(shí)H 2O和l mol/L NaCl提取鈣含量，而使其有足夠的鈣形成磷酸鈣和草酸鈣以消除貯藏過程中有害代謝產(chǎn)物的毒害，保持細(xì)胞壁果膠正常結(jié)構(gòu) [5]。弱光脅迫下鈣對番茄葉片鈣組分和活性氧的影響12 弱光脅迫對活性氧代謝的影響正常條件下，細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除處于動態(tài)平衡狀態(tài)，活性氧水平較低，弱光脅迫使植物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和厚度均發(fā)生很大變化，引起膜系統(tǒng)損傷，活性氧積累增多，活性氧使膜脂過氧化產(chǎn)物積累，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)膜的完整性受到破壞，細(xì)胞質(zhì)外滲增多，膜相關(guān)生理生化反應(yīng)異常，細(xì)胞生理機(jī)能降低，產(chǎn)生活性氧傷害。馬德華等(1997)研究表明，弱光下黃瓜葉片細(xì)胞內(nèi)活性氧(O 2朱祝軍(1997)和Huang等(2022)在煙草和櫻桃幼苗為試材的試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)弱光脅迫導(dǎo)致膜脂過氧化反應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生，并且發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜脂過氧化反應(yīng)程度和弱光脅迫程度呈一定正相關(guān)關(guān)系(楊延杰， 2022)。在黃瓜、辣椒上的研究也得到了類似結(jié)果，且馬德華還發(fā)現(xiàn)弱光處理前后，黃瓜幼苗葉片POD同功酶譜不同，說明黃瓜耐弱光能力不僅受遺傳特性決定，而且轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平上的生物化學(xué)變化會造成酶分子結(jié)構(gòu)和功能的變異，對植物耐弱光能力產(chǎn)生影響（翁忙玲等，2022）。張立功(2022)研究表明，溫室遮蔭處理使草莓葉片MDA含量增加，SOD和CAT活性下降，POD活性上升。 鈣對弱光下番茄葉片活性氧的影響在正常生理?xiàng)l件下，植物細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除處于動態(tài)平衡狀態(tài)，活性氧水平較低，而逆境脅迫會破壞活性氧的動態(tài)平衡，從而產(chǎn)生過多的氧自由基，使細(xì)胞的正常生理功能受到傷害。SOD和POD等抗氧化酶在清除氧自由基和阻止自由基形成方面起重要作用。的作用。逆境下酶活性的研究多集中在高溫脅迫（Hongmei Du et al., 2022）低溫脅迫和鹽脅迫（Valentina Mittova et al., 2022。弱光下研究鈣對酶活性的調(diào)節(jié)的較少，得到的結(jié)論也較一致。也有通過無土栽培證實(shí)了正常光下，鈣可提高番茄葉片中SOD的活性(Michaela SchmitzEiberger .,2022)。本研究中發(fā)現(xiàn)，弱光下鈣提高SOD的活性，有效清除了O 2—，明顯減小膜質(zhì)過氧化程度。總之，鈣與抗氧化酶系統(tǒng)（ROS）是相互緊密聯(lián)系的（Christian Mazars et al., 2022），前人已有研究證明這點(diǎn)。② 弱光脅迫下鈣降低了番茄葉片超氧陰離子的產(chǎn)生速率和 MDA 含量，提高了 SOD 活性和 POD 活性，可見，Ca 2+通過提高保護(hù)酶活性、降低膜質(zhì)過氧化水平來提高番茄植株番茄植株弱光耐受性，進(jìn)一步防止植株弱光傷害。導(dǎo)師在論文的選題、試驗(yàn)設(shè)計及研究內(nèi)容方面都對我進(jìn)行了嚴(yán)格要求和悉心指導(dǎo)。在此向?qū)熇钐靵斫淌谥乱晕易钫\摯的謝意！在論文的實(shí)驗(yàn)過程中，博士生孟昭娟給了我極大的幫助，并提出了很多寶貴的意見，在此向孟昭娟學(xué)姐致以衷心的感謝！另外，在論文的完成過程中，我也得到了同學(xué)吳亞利的熱心幫助和大力支持。承諾內(nèi)容：本畢業(yè)論文是本人在導(dǎo)師李天來老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，沒有抄襲他人成果，對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明，完成人簽名：湯灣 指導(dǎo)教師簽名：2022 年 6 月 20 日 年 月 日 學(xué)號：134045033文獻(xiàn)綜述和外文翻譯（ 2022 屆本科）學(xué) 院： 科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 園 藝 姓 名： 湯 灣 指導(dǎo)教師： 李天來 教授 完成日期： 2022 年 5 月 15 日文 獻(xiàn) 綜 述 題目：逆境脅迫下鈣對植物活性氧代謝影響的研究進(jìn)展沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文文獻(xiàn)綜述1逆境脅迫下鈣對植物活性氧代謝影響的研究進(jìn)展摘要：植物在生長發(fā)育過程中經(jīng)常遭受生物脅迫和非生物脅迫的危害。非生物脅迫則主要包括干旱、鹽、極端溫度、pH 值及光照過強(qiáng)或過弱等(吳耀榮和謝旗, 2022)。鈣是細(xì)胞內(nèi)重要的信號分子，參與植物從種子萌發(fā)、生長分化、形態(tài)建成，到開花結(jié)果的全過程，參與植物的光合電子傳遞、光合磷酸化、細(xì)胞的向性運(yùn)動和激素調(diào)控等。細(xì)胞內(nèi)活性氧的積累，導(dǎo)致葉綠體的超微結(jié)構(gòu)及光合相關(guān)酶活性發(fā)生改變，從而使葉片捕獲和利用光的能力下降,葉片光合能力明顯降低,造成產(chǎn)量下降。本文為研究鈣對植物的抗逆境機(jī)制的影響提供了參考依據(jù)關(guān)鍵詞:逆境脅迫；鈣；活性氧代謝鈣是植物生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素之一，細(xì)胞內(nèi)的鈣信使系統(tǒng)直接或通過鈣調(diào)節(jié)蛋白間接地控制其它酶類蛋白，將外部刺激轉(zhuǎn)換成對植物細(xì)胞代謝活動的調(diào)控。植物體內(nèi)鈣素形態(tài)大致可分為：水溶性鈣(包括游離 Ca2+，易溶于水的鈣鹽類)，非水溶性鈣( 包括草酸鈣、果膠酸鈣等)。不同形式的鈣具有不同的生理功能，在組織、細(xì)胞中分布位點(diǎn)也不相同，在一定的生理?xiàng)l件下，這二種類型的鈣可以互相轉(zhuǎn)換(McAlnshetal，1995)。Ll 以下；結(jié)合態(tài)鈣和某些物質(zhì)的親和性很強(qiáng)，在細(xì)胞中常與其它結(jié)構(gòu)成分緊密結(jié)合；結(jié)合態(tài)鈣與游離態(tài)鈣的區(qū)別在于結(jié)合態(tài)鈣的量較大，常貯存在細(xì)胞的某些特定的部位，游離態(tài)鈣與結(jié)合態(tài)鈣的區(qū)別在于親和力較弱，與碳水化合物、磷酸化合物等結(jié)合不緊，可被轉(zhuǎn)換成其它形式的鈣或被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞的其它部位。它們是生物體氧代謝的副產(chǎn)物，是對生物體的正常代謝、細(xì)胞及細(xì)胞器結(jié)構(gòu)及生物大分子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)有害的。植物體內(nèi)的活性氧防御系統(tǒng)超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物(POD)) 和過氧化氫酶(CAT)能使植物避免因光合作用釋放高濃度氧而產(chǎn)生傷害作用。葉綠體、線粒體和質(zhì)膜上的電子傳遞至分子氧過程伴隨產(chǎn)生活躍的、具有毒性的活性氧。OH 和O 2。生物和非生物脅迫的介入會使電子傳