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摘 要

目前，我国超过1/3的灌溉地受到了土壤盐渍化影响，给粮食产量和农业经济造成了巨大损失。因此，增强作物在胁迫环境中的耐受能力，对提高作物产量和发展农业经济具有重要意义。γ-聚谷氨酸（γ-PGA）是微生物发酵产生的，由L-谷氨酸和D-谷氨酸通过γ-酰胺键连接而成均聚氨基酸，将其应用于农业生产中可以显著提高氮肥利用率，调节植物生长，增加作物产量。

为了研究干旱胁迫下，γ-PGA对油菜生长的影响，本论文以油菜为研究对象，考察了干旱及非干旱条件下γ-PGA对油菜幼苗中丙二醛（MDA）、脯氨酸、脱落酸（ABA）含量以及抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性的影响。

研究结果表明：非干旱条件下，γ-PGA能够诱导油菜苗脯氨酸的合成，提高抗氧化酶酶活；在干旱胁迫条件下，γ-PGA能够显著的降低油菜苗MDA的生成量，增强脯氨酸的积累效应，促进ABA的合成及进一步增强抗氧化酶酶活。以上所有数据表明：γ-PGA通过提高油菜苗渗透调节能力以及过剩活性氧清除能力，增强了油菜苗在干旱胁迫下的抵抗力和耐受性。

关键词：γ-PGA；干旱胁迫；脯氨酸；脱落酸；抗氧化酶

Abstract

More than one-third of the irrigated land was affected by the soil salinization in China at the present, and huge grain production and agricultural economy were caused to loss. Therefore, enhancing the capacity of crops under environmental stress tolerance is great significantly to improve crop yield and agricultural economy development. Poly(γ-glutamic acid) (γ-PGA) is a homopolymer that consists of D- and L-glutamic acid units connected by γ-amide linkages produced by microbes. With γ-PGA application, it can significantly improve the utilization rate of nitrogen fertilizer in regulating plant growth, increase crop yield.

In order to investigate effects of γ-PGA on regulating of plant growth, the parameters of MDA, proline, ABA content and antioxidant enzymes (SOD, POD, CAT) activity of canola seedlings under drought and non-drought conditions were analyzed.

Results showed that: under non-drought conditions, γ-PGA can induce the synthesis of proline, improving antioxidant enzyme activity .under drought stress conditions, γ-PGA can significantly reduce the amount of MDA in canola seedlings, and enhance cumulative effect of proline and promote ABA synthesis and further enhance the activity of antioxidant enzymes. According to the results, γ-PGA enhance esistance and tolerance of canola seedlings by increasing osmotic adjustment ability and excess active oxygen scavenging capacity under drought stress.

Keywords: Poly(γ-glutamic acid); drought stress; proline; ABA; antioxidant enzyme

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章文献综述 1

1.1干旱对农业生产的危害 1

1.2植物应对干旱生理机制 1

1.2.1 干旱对植物的影响 1

1.2.2 植物应对干旱的机制 1

1.3 γ-聚谷氨酸及其在农业上的应用 3

1.3.1 γ-聚谷氨酸简介 3

1.3.2 在农业上的应用 4

1.4 本课题的研究意义和展望 4

第二章γ-PGA在模拟干旱胁迫条件下对植物的影响 5

2.1实验材料 5

2.1.1 主要试剂一览表 5

2.1.2主要仪器一览表 6

2.2实验设计 6

2.2.1油菜苗的培育 6

2.2.2 水培实验 7

2.3 测定的项目和方法 7

2.3.1 脯氨酸含量的测定 7

2.3.2 脱落酸含量的测定 8

2.3.3 丙二醛含量的测定 9

2.3.4 抗氧化酶的测定 9

2.4实验结果与分析 11

2.4.1 聚谷氨酸在干旱胁迫下对油菜内丙二醛（MDA）的影响 11

2.4.2 聚谷氨酸在干旱胁迫下对油菜内游离脯氨酸的影响 12

2.4.3 聚谷氨酸在干旱胁迫下对油菜内脱落酸的影响 13

2.4.4 γ-PGA在干旱胁迫下对油菜苗抗氧化酶（SOD、POD、CAT）的影响 14

第三章 结论与展望 17

3.1 结论 17

3.2 展望 17

参考文献 18

致 谢 20

第一章文献综述

1.1干旱对农业生产的危害

干旱是全球重大自然灾害之一，也是最严重的气象灾害，干旱持续时间长，范围广，影响严重等特点，使得全球有120多个国家面临着干旱的威胁^[1]。全球气候变暖，土地沙漠化日趋严重，干旱胁迫已经成为制约农业生产的主要原因之一。我国是世界13大贫水国之一，干旱、半干旱地区占总陆地面积的52.5%，并且在持续增加中，耕地处于缺水状态，严重影响了作物的生长^[2]。干旱造成粮食损失占所有气象灾害导致的损失的60%，经济损失达到58%。干旱对农作物各生长期都会发生危害，影响农作物的生长和品质，导致农作物的减产，加剧了“粮食危机”，导致社会不安定因数增加。

1.2植物应对干旱生理机制

1.2.1 干旱对植物的影响

干旱对植物最显著的影响就是造成植株失水，细胞在干旱条件下的脱水，导致质壁分离，细胞膜的半透膜性质被破坏，导致一系列营养物质流失，如糖类，氨基酸等^[3]。干旱使得植物的正常代谢遭到破坏，光合作用显著降低，呼吸作用增强，从而影响植物体内正常的生物合成。缺水导致细胞脱水，结构遭到破坏，叶子枯萎，最终导致植物死亡。

1.2.2 植物应对干旱的机制

植物的抗旱机制主要有以下几点：（1）抗氧化酶对过剩活性氧的清除；（2）ABA等激素引导的气孔调节；（3）脯氨酸等渗透调节物质的渗透调节^[4]。

（1）抗氧化酶对活性氧的清除

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