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1、乙烯利对烟草离体叶圆片衰老相关生理指标的影响 摘要：采纳乙烯利、AVG和硝酸银处理烟草离体叶圆片，并测定其叶绿素和丙二醛含量以及超氧化物歧化酶和脂氧合酶活性。结果表明：乙烯利处理可以加速离体叶片叶绿素的解体；随着苍老进程的加速，组织体内MDA的含量先上升后下降；乙烯处理短期内可以提高SOD活性；LOX活性呈现先上升后下降的趋势。乙烯启动苍老进程是烟草烟片变黄的重要缘由，乙烯处理可增加植物抗胁迫实力，同时乙烯与脂氧合酶活性可能关系不亲密。 关键词： 乙烯利；叶绿素；丙二醛；酶活性 中图分类号：Q419 文献标识码： A 烟草是一种获得叶片的经济作物，也是一种模式植物，它在植物基因的遗传、生长发育
2、、转基因等方面起着重要作用。烟草生长到特定时期后，从外部形态和内部生理上渐渐表现出苍老的特征，烟草成熟的本质就是烟叶的苍老过程，其对后续烤烟的品质有很大影响 1。实际生产中气象、栽培及施肥等因素时常导致烟叶田间落黄困难、烘烤周期长、烤后烟叶质量欠佳，进而影响烤烟种植收益。 乙烯作为植物生命活动中极为重要的内源激素，其调控着生长发育等一系列过程2。乙烯利作为乙烯释放剂，是一种重要的植物生长调整剂在农业生产上被广泛应用，常于果实的催熟，叶片的促熟。为了解乙烯在烟叶成熟与苍老过程中所起的作用，以便在烟草生产中提高烟叶成熟度、缩短烘烤时间、改善烟叶品质，本试验采纳乙烯利、乙烯信号转导抑制剂AgNO3以
3、及乙烯生物合成抑制剂AVG 处理烟草离体叶圆片，明确乙烯对烟草离体苍老进程相关生理生化指标的影响，探讨其交互关系，为烟草叶片适熟采收供应理论依据。 1材料和方法 1.1供试材料 烟草品种K326。 1.2植株培育及处理方法 1.2.1植株培育 种子播种到漂移育苗盘中，基质为烟草育苗专用基质，养分液为1/2 Hoagland，每5天更换一次培育液。 1.2.2处理方法 取810周的烟草叶片，经过0.5 %0.8 %次氯酸钠浸泡30 s，流水冲洗数次，去离子水冲3遍。用直径为10 mm的打孔器沿主脉两侧取叶圆片，混匀后分别放入含20 mL硝酸银和20 mLAVG的培育皿中，每皿10片。白炽灯下光照
4、3 h，比照用等量蒸馏水。将光照后的离体叶圆片转入具塞锥形瓶内，用300 mgL-1的乙烯利溶液处理，置于恒温箱中进行暗培育。比照组以等量蒸馏水代替。处理后第1 d、3 d、5 d、7 d取样测定各项指标。每次3个平行，全部试验在相同条件下重复3次，试验数据采纳Excel2022和DPS7.05软件处理。 1.3生理生化指标测定 叶绿素含量用 95% 的酒精提取法；丙二醛 含量采纳硫代巴比妥酸法3，超氧化物歧化酶活性测定采纳氮蓝四唑光还原法4，脂氧合酶活性采纳紫外分光光度法测定5。 2结果与分析 2.1乙烯利处理对离体叶片叶绿素含量的影响 植物叶片苍老过程中改变最明显是叶绿体发生苍老过程，所以
5、测定叶绿素含量，对探究叶片苍老具有重要意义。由图1可得出，叶绿素含量随着乙烯利处理时间的增多而削减。处理3 d，硝酸银组、AVG组的叶绿素含量高于ET组且差异有显著性。结果表明，乙烯启动了衰老相关信号，进一步加快衰老进程，加速叶绿素降解。对照组叶绿素含量高于实验组，进一步说明乙烯是影响离体叶片叶绿素含量的主要因素。 SOD广泛存在于动植物体内，能爱护细胞膜系统免受破坏，清除细胞内过量的超氧阴离子，维持细胞内代谢平衡。由图2可知，不同处理组SOD活性不同，但普遍下降。1 d，硝酸银处理组的SOD活性高于乙烯利、AVG和比照组SOD活性且差异显著。3 d，AVG处理组的SOD活性高于硝酸银、乙烯利
6、和对照组SOD活性且差异显著。5 d，所有处理均呈现下降的趋势，但是乙烯利处理组相对于其他处理组呈显著差异。AgNO3对SOD活性的抑制作用效果显著。7 d，四组处理均差异不不显著，可能是由于处理时间延长，植物启动苍老进程，自身应激实力下降。因此，随着时间的延长，SOD活性呈下降趋势，且改变较小。综上所述，乙烯利对SOD活性产生显著影响，进一步说明乙烯利，可以增强植物的抵抗外界胁迫的能力。 2.3乙烯利处理对离体叶片丙二醛含量的影响 当植物受到外界胁迫和逆境损害时，细胞产生膜脂过氧化反应，其主要产物是MDA。细胞内积累过多的MDA会对细胞质和细胞器造成损害。由图三可知，离体叶片在乙烯处理下，呈
7、现不同的改变，1 d，全部处理MDA的含量差异不显著。 3 d，全部处理均呈上升趋势，除比照组，其余处理上升的幅度较大，硝酸銀处理最为显著，其次是乙烯利处理，最后是AVG处理组。5 d，除对照组之外，其他处理均呈现下降趋势且差异显著。7 d，对照组呈下降走势，其余三组呈上升走势，且乙烯利处理和AVG处理差异显著。第1 d开始至第3 d时，与空白对照相比，实验组的MDA含量较高，说明乙烯利能够有效的启动衰老进程。由此可见，在外源乙烯的处理下，离体叶片可启动防御措施来增加体内MDA含量，进而保护自身不受伤害。 2.4乙烯利处理对离体叶片酯氧合酶活性的的影响 在脂氧合酶途径中，关键酶为LOX，细胞质
8、的过氧化作用与其密不行分，有学者认为其是苍老相关的关键酶6。如图四所示，当离体叶片随着时间的延长，酯氧合酶呈现出先上升后下降，1 d，四组间差异显著，AVG处理组效果更为显著。3 d，整体呈现上升的趋势，硝酸银处理与对照组的 差异不显著。5 d，三组均达到最大值，乙烯利处理组的效果相对明显著。7d，三组均呈现下降的趋势，乙烯利处理较其余三组处理差异更显著。随着处理的时间的延长，乙烯利处理会导致LOX活性在一个较低水平，其原因意味着LOX途径的终产物JA可以作为在LOX途径调控信号分子，引起一系列生理生化反应，进而抑制乙烯的生理效应，与Larbat等7所得结论一致，说明LOX活性的表达受信号分子
9、Eth的调节。 3探讨 乙烯抑制剂主要有2种类型，一种是乙烯生物合成抑制剂AVG，是1-氨基环丙烷1-羧酸合成酶活性的抑制剂，它通过阻断由S-腺苷蛋氨酸 ACC的代谢过程而抑制乙烯的生成8。在可运用在贮藏保鲜9，10、养分生长11和坐果12，13以及增产14等方面。另一种抑制剂为信号转导抑制剂Ag+。在探讨的早期，Ag+、Co+等金属离子被认为是乙烯合成的抑制剂。Beyer15认为，乙烯与其受体的结合受Ag+调控。Yang16认为，Ag+在ACC-乙烯形成过程中也受Ag+调控。探讨表明，这一机制的Ag+抑制乙烯的活性可通过细胞膜上的结合蛋白介导乙烯，抑制乙烯与受体结合，抑制乙烯信号转导途径17
10、，18。 由于乙烯在植物逆境反应中起重要作用19。因此，乙烯利可以诱导植物苍老相关基因的表达。在细胞信号转导过程中，乙烯是调整植物防卫系统的重要物质。乙烯利诱导离体叶片的苍老，增加了细胞膜的透性、酶活性及膜脂过氧化产物，如超氧阴离子自由基、MDA等20。本试验中，随着处理时间的延长，叶绿素含量渐渐下降，而乙烯利处理组叶绿素含量处于最低水平，表明乙烯利能启动苍老进程。苍老是叶片发育的最终阶段，并伴随着叶绿素解体，RocaM等人探讨发觉在苍老过程中，叶绿素a和叶绿素b不断降解，最终成为无色的代谢物21。SOD能够清除超氧阴离子自由基，有效防止膜脂过氧化22。本试验中，随着苍老进程的加速，SOD的活
11、性整体上呈现先上升后降低的趋势，乙烯对超氧阴离子的清除实力有影响，可以增加植物的反抗外界胁迫的实力，与陈鸿鹏23等试验结果相同，超氧阴离子自由基的清除剂-SOD，其活性受抗逆性的影响，在肯定的诱导范围内，SOD活性的上升可提高植物的抗逆性。MDA呈现先上升后下降的趋势，表明随着苍老进程的加速，细胞体内活性氧积累过多，MDA含量增加，当浓度超过自身承受实力时，细胞膜结构被破坏，内部代谢紊乱，最终导致细胞受损。进一步说明乙烯处理可加速细胞的苍老过程，但处理时间过长，导致细胞被破坏。LOX是植物脂肪酸氧化途径的关键酶，它催化不饱和脂肪酸的氧化，生成大量自由基，加速膜结构的破坏和苍老过程。吴敏等24探
12、讨表明，果实褐变与LOX的活性密不行分，LOX催化膜脂过氧化反应，破坏了膜的完整性。本探讨结果表明，乙烯利处理后提高了LOX活性且影响显著，其缘由可能是乙烯利诱导细胞内信号转到途径，加快了代謝过程，进而加速膜脂过氧化反应25。大量探讨表明：乙烯可以通过影响生理过程中活性氧的消退酶活性来调整植物体内活性氧的平衡26。综上所述，乙烯可以作为信号分子启动植物的苍老进程，并且可以增加植物的抗逆性。若要将乙烯利用作到农业生产中，还须要测定成品烤烟的化学成分及香气物质，这样才能更好的明确乙烯利处理对烤烟品质的影响，以便提高烤烟经济效益。 参考文献： 1 王小东，汪孝国，许自成，等.对烟叶成熟度的再相识J.
13、安徽农业科学.2022，35：2644-2645. 2Xie Q，Hu Z，Zhu Z，et al.Overexpression of a novel MADSbox gene SlFYFL delays senescence，fruit ripening and abscission in tomatoJ.ScientificReports，2022，4： 1-10. 3李合生.植物生理生化试验原理和技术M.北京：高等教化出版社，2000. 4Krivosheeva A， Tao D L， Ottander C， et al. Cold acclimation and photoinhibi
14、tion of photosynthesis in Scots pineJ. Planta，11016，200：296-305. 5Axelrod B， Cheesbrough T M， Leakso S. Lipoxygenase from Soybeans J.Methods in Enzymology， 11011，：443-451. 6Mikkelsen A， Juncher D， Skibsted L H. Metmyoglobin reductase activity in porcine m.longissimus dorsi muscleJ. Meat Science，1101
15、9，51：155-161. 7Larbat R， Paris C， Le BJ， et al. Phenolic characterization and variability in leaves， stems and roots of MicroTom and patio tomatoes， in response to nitrogen limitationJ. Plant Science，2022，224：62-73. 8Wenzel AA， Schlautmann H， Jones CA，et al. Aminoethoxyvinylglycine，cobalt and ascorb
16、ic acid all reduce ozone toxicity in mung beans by inhibiton of ethylene biosynthesis J. Physiologia Plantarum，11015， 93： 286- 290. 9Autio WR，Bramlage WJ. Effects of AVG on maturation， ripening， and storage of applesJ. Journal of the American Society for Horticultural Science，11012，107：1074-1077. 10
17、Bramlage WJ，Greene DW， Autio WR，et al. Effects of aminoethoxyvinylglycine on internal ethylene concentrations and storage of apple J. Journal of the American Society for Horticultural Science，11010，105： 847-851. 11Williams MW. Retention of fruit firmness and increase in vegetative growth and fruit s
18、et of apples with aminoethoxyvinylglycine J. Hortscience，11010，15：76-77. 12Greene DW. Effect of silver nitrate， aminoethoxyvinylglycine， and gibberellins GA4+ 7 plus 6benzylamino purine on fruit set and development of Delicious applesJ. Journal of the American Society for Horticultural Science，11010
19、，105： 737-730. 13Greene DW. Effect of chemical thinners on fruit set and fruit characteristics of AVGtreated applesJ. Journal of the American Society for Horticultural Science，11013，108： 415-419. 14Walsh CS， Faust M. AVG increases the yield of youngDelicious appletrees. HortScience，11012，17： 373-373
20、. 15Beyer EM.A potent inhititor of ethylene action in plantsJ.Plant Plysiology， 11016，58：268-273. 16Yang SF.Regulation of ethylene synthesisJ.Hortscience， 11010，15：238- 243. 17Mckeon T A， Yang S F. Biosynthesis and Metabolism of Ethylene M/ Plant Hormones and their Role in Plant Growth and Developme
21、nt. Springer Netherlands， 11017：118-139. 18Veen H，Overbeek J M H. The Action of Silver Thiosulphate in Carnation Petals MBiochemical and Physiological Aspects of Ethylene Production in Lower and Higher Plants. Springer Netherlands， 11019：109-117. 19Morgan P W， Drew M C. Ethylene and plant responses
22、to stressJ.Physiol Plant，19101，101：620-630. 20Bi X， Wu J， Zhang Y， et al. High pressure carbon dioxide treatment for freshcut carrot slicesJ. Innovative Food Science and Emerging Technologies，2022，12：2101-304. 21Roca M， James C， Pruzinska A， et al.Analysis of the chlorophyll catabolism pathway in le
23、aves of an introgression senescence mutant of Lolium temulentumJ.Phytochemistry，2004， 65：1231-1238. 22杜秀敏，殷文璇，趙彦修，等.植物中活性氧的产生及清除机制J.生物工程学，2001，17：121-125. 23陈鸿鹏，谭晓凤.超氧化物歧化酶探讨综述J.经济林探讨，2022，25：59-65. 24吴敏，陈昆松，张上隆.桃果实采后成熟过程中脂氧合酶活性改变J.园艺学报，11019：227-231. 25Cao S F， Zheng Y H， Wang K T， et al. Effect of
24、 methyl jasmonate on cell wall modification of loquat fruit in relation to chilling injury after harvestJ. Food Chemistry，2022，118：641-647. 26柯德森，王爱国，罗广华.活性氧在外源乙烯诱导内源乙烯产生过程中的作用J.植物生理学报，19101，23：67-73. 第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页