境因子的影响.迄今为止有关光照与植物叶片衰老的 针对光质对叶片衰老的 研究多集中在光照强度上[1-2], 影响研究较少.研究不同光质对植物衰老的影响并阐 明其机制,对优质,高效现代农业的发展具有重要的 理论和现实意义.【前人研究进展】许多研究表明,
收稿日期:2009-05-06;接受日期:2009-07-20 基金项目:国家"973"项目(2009CB119000) ,国家科技支撑项目(2008BADA6B02) 作者简介:王 虹,博士.E-mail:wanghong3052@yahoo.com.cn.通信作者喻景权,教授.Tel:0571-86971120;E-mail:jqyu@zju.edu.cn
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中 国
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被蓝光和紫外光的光受体所诱导[9],这表明光质有可 能也参与了植物抗氧化代谢的调控,但仍需进一步明 确不同光质的作用机理.增加光照中远红光(far-red) 的比例可以显著减少叶绿素含量,叶片的重量及硝酸 还原酶的活性,从而诱导植株的衰老[10].这种现象可 以被过量表达的 PHYA 所抑制,说明光敏色素参与了 植物光信号诱导的植物衰老过程的调控[11].大麦中的 研究表明,植物的光受体隐花色素参与了衰老进程的 调控[12].【本研究切入点】尽管这些研究表明植物的 光受体参与了对植物叶片衰老的调控,但对于不同光 质所引起的衰老机理尚不明了. 【拟解决的关键问题】 本文以种植面积较广的园艺作物黄瓜为材料,分别进 行不同光质处理.通过对黄瓜叶片叶绿素,可溶性蛋 白,丙二醛含量和抗氧化酶的活性及基因表达等进行 分析, 以明确不同光质在植物衰老过程中所起的作用. 1.3.2 酶液的提取及 CAT,SOD,APX,G-POD 活性和 MDA,可溶性蛋白含量的测定 pH 7.8 50 mmolL
-1 -1
图1 Fig. 1
不同 LED 灯及白光的光谱分布图 Relative spectral distribution of the LEDs and white light
取 0.5 g 叶片加 3 mL
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材料与方法
试验在人工气候室内进行.相对湿度控制在 75%
磷酸缓冲液(含 1%PVP,0.2
mmolL EDTA)及少量石英砂(测定 APX 时,在 提取液中加入 5 mmolL-1 AsA),于冰浴中研磨提 取,匀浆液于 15 000 g 下 4℃离心 20 min.上清液 用于酶活性 的测定及丙 二醛和可溶 性蛋白含量的 测定.参照 Patra 的方法测定过氧化氢酶(CAT) 参照 Nakano 和 Asada 的改进方法测定抗 活性 [14] , 参照 Cakmak 和 坏血酸过氧化物酶 (APX) 活性 [15], Marschner 的 改 进 方 法 测 定 愈 创 木 酚 过 氧 化 物 酶 (G-POD)活性 [16] ,参照 Giannopolitis 和 Ries 的 改进方法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性 [17] .按 Heath 的 方 法 测 定 丙 二 醛 ( MDA ) 含 量 [18] . 用 Bradford 法测定可溶性蛋白含量 [19]. 1.3.3 荧光实时定量 PCR (qRT-PCR) 分析 采用 qRT-PCR 的方法分析黄瓜叶片中的抗氧化酶的转 录水平.不同光质处理 3 d 后,取叶片样品迅速用 液氮保存后进行 RNA 提取和基因表达的分析.总 RNA 用 Trizol 提取液提取, 所得的总 RNA 用 DEPC 水溶解.用 Primer 5.0 设计引物,Actin 的引物:上 游 5′-AAAGATGACGCAGATAAT-3′,下游 5′-GAGA GATGGCTGGAATAG-3′. CAT 的引物: 上游 5′-TGGA CTCTGGTGATGGTGTTA-3′,下游 5′-CAATGAGGG ATGGCTGGAAAA-3′. cAPX 的引物: 上游 5′-ATGGG AAAGTGCTACCCTGTT-3′, 下游 5′-ACAATGTCCTG GTCCGAAAG-3′. POD 的引物: 上游 5′-AGTGCTTGT CCAGGAGTTGA-3′, 下游 5′-AGGGATGAAGTGGGA Fe-SOD 的 引物: 上游 5′-ATGAAAACAT TAAAG-3′. ACAAAAAAGG-3′,下游 5′-ATGGACTCCCAGAGA
1.1 试验材料 —95%,光周期 12 h. 供试黄瓜品种为津优 1 号 (Cucumis sativus L. cv. Jinyou 1).种子播种在草炭,蛭 石和珍珠岩(体积比为 6：3：1)的混合基质中,第 一片真叶充分展开时移入装有同样基质的 5 L 盆中, 每盆 1 株,每天用日本园式配方的营养液浇灌,四叶 一心时处理. 1.2 试验设计 试验共设 6 个处理,分别为白光(W),紫光(P), 蓝光(B),绿光(G),黄光(Y)和红光(R)处理.试验所用 白炽灯由南京灯泡厂提供,功率为 100 W,单波光源 为 LED 灯, 由日本日亚公司提供. 不同光的光谱和光 强 采用中 国产 的 STC 4000 光谱 分析系 统及美 国 Li-Cor 公司生产的量子传感器测定,各光源的光谱见 图 1.各光照处理用反光布隔开,LED 灯置于钢架顶 部,高度可调,通过调节光源与幼苗的距离,使光强 保持在 350 molm s .温度为 30℃/20℃,相对湿度 控制在 60%左右.每处理 10 株植株,3 次重复,采用 随机排列的方式,植株的摆放以不相互遮阴为原则. 于处理前,处理的第 5,10 和 15 天取样,用液氮固定 样品,置于-80 ℃ 的超低温冰箱保存. 1.3 试验方法 1.3.1 叶绿素含量的测定 将叶片置于 10 mL 90% 的丙酮中遮光浸泡测定, Arnon 的方法计算其叶 按 绿素含量 [13].

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