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省級基金申請書【外源NO對鹽分脅迫下小麥幼苗生長的影響】修改后共享 已有18人參與
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甘肅省中青年科技基金申請書 研究內(nèi)容和意義摘要 通過研究外源NO供體硝普鈉（SNP）對鹽分脅迫下小麥幼苗生長的影響及小麥葉片生理生化指標(biāo)（包括葉綠素、MDA、質(zhì)膜相對透性、脯氨酸含量、CAT活性、SOD活性、H2O2含量、O。-2產(chǎn)生速率）的變化，初步探討作為一種活性氮的NO對鹽脅迫下小麥葉片細(xì)胞膜脂過氧化的保護作用，旨在了解NO在鹽分脅迫下的作用機理，為培育新的具有抗逆性的作物品種提供參考。 一、項目研究的科學(xué)依據(jù)和意義 小麥?zhǔn)俏覈闹匾Z食作物，鹽害是導(dǎo)致小麥產(chǎn)量降低的重要原因之一，因此提高植物的耐鹽性是植物逆境研究的重要課題。一般認(rèn)為，鹽害引起的滲透脅迫可以使植物葉片活性氧累積，導(dǎo)致膜脂過氧化，最終使葉片功能喪失。 一氧化氮（NO）是一種廣泛分布于生物體的生物活性分子，它具有多種生理功能。已有研究表明，NO參與了植物中的多種生理功能，如呼吸作用、種子萌發(fā)、根和葉的生長發(fā)育、衰老、脅迫響應(yīng)等。但NO在這些生理過程中的作用機理基本上還是一片空白。目前認(rèn)為NO對細(xì)胞中活性氧自由基水平的調(diào)節(jié)可能是NO參與脅迫應(yīng)答的作用機制之一。作為一種活性氮，NO對活性氧水平的調(diào)節(jié)作用具有雙重性，一定生理條件下，低濃度NO可作為抗氧化劑對O。-2 等ROS具有清除作用，而較高濃度的NO則引發(fā)自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而導(dǎo)致細(xì)胞損傷。最近的研究表明，NO在植物體內(nèi)廣泛分布，主要通過一氧化氮合酶（NOS）和硝酸還原酶（NR）合成。Beligni和Lamattina（1999）認(rèn)為NO具有雙重生理效應(yīng)，其中高濃度NO具有生理毒性，而低濃度則有保護作用，并與細(xì)胞的微環(huán)境和NO的實際濃度有關(guān)。例如，低濃度NO可以促進植物的生長發(fā)育，能減少葉綠素的損失、離子崩漏、黑斑病（Beligni和Lamattina 2001），也可以緩解鹽脅迫誘導(dǎo)的小麥葉片膜脂過氧化，提高耐鹽性（阮海華等2001）。2001年，Garcia-Mata和Lamattina首次發(fā)現(xiàn)外源NO預(yù)處理可以提高干旱脅迫條件下植物葉片的保水性、減低離子滲漏，誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，從而提高耐旱性。馬鈴薯葉片中，NO可以減少由于干旱和紫外線引起的氧化性損害（Leshem，1996），因此合適濃度的NO是植物中的抗逆境分子。 近年來，作為一種簡單的雙原子小分子的一氧化氮（NO）以其獨特的生理生化作用和功能引起人們的普遍關(guān)注。目前在植物學(xué)領(lǐng)域中，NO的研究令人振奮，富有挑戰(zhàn)性。但與動物體中NO功能的研究還有很大的差距，借鑒在動物中的研究方法揭示NO在植物中的功能及作用機制是一條行之有效的途徑。 本研究通過外源NO對鹽分脅迫條件下的小麥幼苗生長的影響及對小麥葉片膜脂過氧化的緩解效應(yīng)進行初步探討，旨在了解NO在鹽分脅迫下的作用機理，為培育新的具有抗逆性的作物品種提供參考。 二、項目研究的主要內(nèi)容、創(chuàng)新性及特色 選用3-4個小麥品種，進行不同濃度的鹽分處理，通過外施NO供體硝普鈉（SNP），研究小麥幼苗在鹽分逆境下生長情況。研究的主要內(nèi)容如下： 1、外源NO對小麥鹽分逆境下幼苗生長的影響 2、外源NO對小麥鹽分逆境下葉片氧化損傷的保護作用 土壤鹽漬化已成為限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要因素，在我國的西北地區(qū)，鹽漬化問題更為突出，逆境脅迫的研究也日益受到人們的重視。NO作為生物體中活性很強的極性分子，由于其具有毒害和保護生物細(xì)胞的雙重性，并與植物的抗病和對各種脅迫的應(yīng)答有關(guān)，因此NO在植物體中的功能及作用機制的研究正受到普遍關(guān)注，研究鹽分脅迫下NO對小麥幼苗生長的影響十分必要。 三、研究方案的設(shè)計（包括研究路線、技術(shù)路線、進度安排、預(yù)期目標(biāo)及成果等） 研究方法和技術(shù)路線及實施方案： 1、外源NO對小麥鹽分逆境下幼苗生長的影響 小麥種子經(jīng)漂洗后，常規(guī)消毒→蒸餾水洗干凈后，分別用0、0.2、0.4、0.6 mmol/L的SNP（分別編號為處理T0、T1、T2、T3）浸種48h，30℃下催芽后選取芽長為0.5cm左右的種子備用。采用NaCl瓊脂法進行。NaCl濃度依次為0、75、100、125、150mmol/L的0.6%瓊脂溶液，分別裝于100ml玻璃燒杯中，每個處理至少重復(fù)3次，瓊脂凝固后，將選出備用的小麥種子插入上述各種瓊脂中，每個燒杯中放置15粒種子，放在裝有水的周轉(zhuǎn)箱中，在30℃自然光照條件下培養(yǎng)5天后，測量株高、發(fā)根數(shù)和根長；同時取上述小麥幼苗的地上部和地下部，稱鮮重后，放入70℃的烘箱中烘至恒重，稱重，計算地上部、地下部和單株的干重，并以耐鹽比率作為耐鹽性指標(biāo)。 2、外源NO對小麥逆境下葉片氧化損傷的保護作用 小麥種子常規(guī)消毒→蒸餾水洗干凈→浸種催芽→種子露白后，選露白一致的種子用Hoagland營養(yǎng)液在恒溫25℃的溫室盆缽中進行水培，材料長至三葉一心時挑選長勢一致的幼苗分組進行實驗。處理如下：T0：Hoagland營養(yǎng)液；T1：Hoagland營養(yǎng)液+150 mmol/LNaCl；T2：Hoagland營養(yǎng)液+150 mmol/LNaCl +SNP0.1mmol/L；T3：Hoagland營養(yǎng)液+SNP0.1mmol/L；T4：Hoagland營養(yǎng)液+300 mmol/LNaCl；T5：Hoagland營養(yǎng)液+300 mmol/LNaCl +SNP1mmol/L；T6：Hoagland營養(yǎng)液+SNP1mmol/L。 每組重復(fù)3次，每天更換一次處理液。在處理后的第0、2、4、6、8天取第1和第2葉的混合樣品用于各項生理生化指標(biāo)的測定。測定指標(biāo)包括葉綠素、MDA、質(zhì)膜相對透性、脯氨酸含量、CAT活性、SOD活性、H2O2含量、O。-2產(chǎn)生速率等。 進度安排： 2005年：引進NO供體SNP；對不同小麥品種進行初步的耐鹽篩選，從中找出抗鹽性強、抗鹽性中等和鹽敏感的3個品種進行下一步的試驗；開展部分實驗內(nèi)容。 2006年：全面開展實驗設(shè)計的各項內(nèi)容； 2007年：進一步完善上述實驗，處理數(shù)據(jù)，整理檔案，總結(jié)驗收。 通過該項目的實施，研究NO對小麥幼苗生長發(fā)育的影響，初步探討NO對鹽分脅迫下小麥葉片氧化損傷的緩解作用及對幼苗生長的影響。項目完成后，撰寫相關(guān)研究論文2-3篇。 四、實現(xiàn)本項目預(yù)期目標(biāo)已具備的條件 省--------研究所從1958年建院以來，一直進行小麥的育種、栽培等工作，曾成功育成了國內(nèi)第一個具有實際栽培意義的花培春小麥新品種花培764和優(yōu)質(zhì)面包小麥79668F3-2，均獲省科技進步二等獎。上世紀(jì)70年代初開始農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用研究，“利用生物技術(shù)選育耐鹽抗銹小麥新品系的研究”獲得了省科技進步三等獎。于2000年籌建了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)中心，投資100萬元購置PCR儀等大型儀器可供農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用研究和新品種育種使用。 參加本課題研究人員具有高級職稱的3人，中級職稱2人，其中碩士2人，在讀碩士2人，高中級人員長期從事小麥育種、栽培及分子生物學(xué)等相關(guān)研究的工作經(jīng)驗及基礎(chǔ)，積累了開展果樹組織培養(yǎng)工作的研究經(jīng)驗，鍛煉了一支從事組織培養(yǎng)和無病毒苗木培育工作的隊伍，已具備開展多種糧食作物、果樹、花卉等組織培養(yǎng)和無病毒苗木培育的技術(shù)貯備和技術(shù)人員。能保證該項目的順利進行。 申請人的學(xué)歷、技術(shù)職稱、以往的科研業(yè)績、研究成果，獲獎情況及論文發(fā)表等-------------，碩士，副研究員。 一、1998年以來完成的主要科技成果、獲獎情況如下： 1、作為主要完成人，完成的“果樹脫毒苗繁育研究及應(yīng)用示范”項目，1998年6月獲甘肅省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣三等獎。 2、作為第二主持人，完成的“草莓優(yōu)良品種的脫毒苗培育及示范推廣”項目，2002年10月獲甘肅省科技進步三等獎。 二、1998年以來發(fā)表的相關(guān)論文如下： 1、高愛麗，----，秦 鑫。水分脅迫下小麥葉片滲透調(diào)節(jié)與抗旱性的關(guān)系 。西北植物學(xué)報 1991.1 2、----，張劍俠，王躍進。葡萄組培苗耐鹽性研究。果樹學(xué)報，2005年第3期 五、中青年科學(xué)基金經(jīng)費預(yù)算 主任委員（簽章） 年 月 日 |
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