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省级基金申请书【外源NO对盐分胁迫下小麦幼苗生长的影响】修改后共享 已有18人参与
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甘肃省中青年科技基金申请书 研究内容和意义摘要 通过研究外源NO供体硝普钠（SNP）对盐分胁迫下小麦幼苗生长的影响及小麦叶片生理生化指标（包括叶绿素、MDA、质膜相对透性、脯氨酸含量、CAT活性、SOD活性、H2O2含量、O。-2产生速率）的变化，初步探讨作为一种活性氮的NO对盐胁迫下小麦叶片细胞膜脂过氧化的保护作用，旨在了解NO在盐分胁迫下的作用机理，为培育新的具有抗逆性的作物品种提供参考。 一、项目研究的科学依据和意义 小麦是我国的重要粮食作物，盐害是导致小麦产量降低的重要原因之一，因此提高植物的耐盐性是植物逆境研究的重要课题。一般认为，盐害引起的渗透胁迫可以使植物叶片活性氧累积，导致膜脂过氧化，最终使叶片功能丧失。 一氧化氮（NO）是一种广泛分布于生物体的生物活性分子，它具有多种生理功能。已有研究表明，NO参与了植物中的多种生理功能，如呼吸作用、种子萌发、根和叶的生长发育、衰老、胁迫响应等。但NO在这些生理过程中的作用机理基本上还是一片空白。目前认为NO对细胞中活性氧自由基水平的调节可能是NO参与胁迫应答的作用机制之一。作为一种活性氮，NO对活性氧水平的调节作用具有双重性，一定生理条件下，低浓度NO可作为抗氧化剂对O。-2 等ROS具有清除作用，而较高浓度的NO则引发自由基链式反应，从而导致细胞损伤。最近的研究表明，NO在植物体内广泛分布，主要通过一氧化氮合酶（NOS）和硝酸还原酶（NR）合成。Beligni和Lamattina（1999）认为NO具有双重生理效应，其中高浓度NO具有生理毒性，而低浓度则有保护作用，并与细胞的微环境和NO的实际浓度有关。例如，低浓度NO可以促进植物的生长发育，能减少叶绿素的损失、离子崩漏、黑斑病（Beligni和Lamattina 2001），也可以缓解盐胁迫诱导的小麦叶片膜脂过氧化，提高耐盐性（阮海华等2001）。2001年，Garcia-Mata和Lamattina首次发现外源NO预处理可以提高干旱胁迫条件下植物叶片的保水性、减低离子渗漏，诱导气孔关闭，从而提高耐旱性。马铃薯叶片中，NO可以减少由于干旱和紫外线引起的氧化性损害（Leshem，1996），因此合适浓度的NO是植物中的抗逆境分子。 近年来，作为一种简单的双原子小分子的一氧化氮（NO）以其独特的生理生化作用和功能引起人们的普遍关注。目前在植物学领域中，NO的研究令人振奋，富有挑战性。但与动物体中NO功能的研究还有很大的差距，借鉴在动物中的研究方法揭示NO在植物中的功能及作用机制是一条行之有效的途径。 本研究通过外源NO对盐分胁迫条件下的小麦幼苗生长的影响及对小麦叶片膜脂过氧化的缓解效应进行初步探讨，旨在了解NO在盐分胁迫下的作用机理，为培育新的具有抗逆性的作物品种提供参考。 二、项目研究的主要内容、创新性及特色 选用3-4个小麦品种，进行不同浓度的盐分处理，通过外施NO供体硝普钠（SNP），研究小麦幼苗在盐分逆境下生长情况。研究的主要内容如下： 1、外源NO对小麦盐分逆境下幼苗生长的影响 2、外源NO对小麦盐分逆境下叶片氧化损伤的保护作用 土壤盐渍化已成为限制农业发展的一个重要因素，在我国的西北地区，盐渍化问题更为突出，逆境胁迫的研究也日益受到人们的重视。NO作为生物体中活性很强的极性分子，由于其具有毒害和保护生物细胞的双重性，并与植物的抗病和对各种胁迫的应答有关，因此NO在植物体中的功能及作用机制的研究正受到普遍关注，研究盐分胁迫下NO对小麦幼苗生长的影响十分必要。 三、研究方案的设计（包括研究路线、技术路线、进度安排、预期目标及成果等） 研究方法和技术路线及实施方案： 1、外源NO对小麦盐分逆境下幼苗生长的影响 小麦种子经漂洗后，常规消毒→蒸馏水洗干净后，分别用0、0.2、0.4、0.6 mmol/L的SNP（分别编号为处理T0、T1、T2、T3）浸种48h，30℃下催芽后选取芽长为0.5cm左右的种子备用。采用NaCl琼脂法进行。NaCl浓度依次为0、75、100、125、150mmol/L的0.6%琼脂溶液，分别装于100ml玻璃烧杯中，每个处理至少重复3次，琼脂凝固后，将选出备用的小麦种子插入上述各种琼脂中，每个烧杯中放置15粒种子，放在装有水的周转箱中，在30℃自然光照条件下培养5天后，测量株高、发根数和根长；同时取上述小麦幼苗的地上部和地下部，称鲜重后，放入70℃的烘箱中烘至恒重，称重，计算地上部、地下部和单株的干重，并以耐盐比率作为耐盐性指标。 2、外源NO对小麦逆境下叶片氧化损伤的保护作用 小麦种子常规消毒→蒸馏水洗干净→浸种催芽→种子露白后，选露白一致的种子用Hoagland营养液在恒温25℃的温室盆钵中进行水培，材料长至三叶一心时挑选长势一致的幼苗分组进行实验。处理如下：T0：Hoagland营养液；T1：Hoagland营养液+150 mmol/LNaCl；T2：Hoagland营养液+150 mmol/LNaCl +SNP0.1mmol/L；T3：Hoagland营养液+SNP0.1mmol/L；T4：Hoagland营养液+300 mmol/LNaCl；T5：Hoagland营养液+300 mmol/LNaCl +SNP1mmol/L；T6：Hoagland营养液+SNP1mmol/L。 每组重复3次，每天更换一次处理液。在处理后的第0、2、4、6、8天取第1和第2叶的混合样品用于各项生理生化指标的测定。测定指标包括叶绿素、MDA、质膜相对透性、脯氨酸含量、CAT活性、SOD活性、H2O2含量、O。-2产生速率等。 进度安排： 2005年：引进NO供体SNP；对不同小麦品种进行初步的耐盐筛选，从中找出抗盐性强、抗盐性中等和盐敏感的3个品种进行下一步的试验；开展部分实验内容。 2006年：全面开展实验设计的各项内容； 2007年：进一步完善上述实验，处理数据，整理档案，总结验收。 通过该项目的实施，研究NO对小麦幼苗生长发育的影响，初步探讨NO对盐分胁迫下小麦叶片氧化损伤的缓解作用及对幼苗生长的影响。项目完成后，撰写相关研究论文2-3篇。 四、实现本项目预期目标已具备的条件 省--------研究所从1958年建院以来，一直进行小麦的育种、栽培等工作，曾成功育成了国内第一个具有实际栽培意义的花培春小麦新品种花培764和优质面包小麦79668F3-2，均获省科技进步二等奖。上世纪70年代初开始农业生物技术应用研究，“利用生物技术选育耐盐抗锈小麦新品系的研究”获得了省科技进步三等奖。于2000年筹建了农业生物技术中心，投资100万元购置PCR仪等大型仪器可供农业生物技术应用研究和新品种育种使用。 参加本课题研究人员具有高级职称的3人，中级职称2人，其中硕士2人，在读硕士2人，高中级人员长期从事小麦育种、栽培及分子生物学等相关研究的工作经验及基础，积累了开展果树组织培养工作的研究经验，锻炼了一支从事组织培养和无病毒苗木培育工作的队伍，已具备开展多种粮食作物、果树、花卉等组织培养和无病毒苗木培育的技术贮备和技术人员。能保证该项目的顺利进行。 申请人的学历、技术职称、以往的科研业绩、研究成果，获奖情况及论文发表等-------------，硕士，副研究员。 一、1998年以来完成的主要科技成果、获奖情况如下： 1、作为主要完成人，完成的“果树脱毒苗繁育研究及应用示范”项目，1998年6月获甘肃省农业技术推广三等奖。 2、作为第二主持人，完成的“草莓优良品种的脱毒苗培育及示范推广”项目，2002年10月获甘肃省科技进步三等奖。 二、1998年以来发表的相关论文如下： 1、高爱丽，----，秦 鑫。水分胁迫下小麦叶片渗透调节与抗旱性的关系 。西北植物学报 1991.1 2、----，张剑侠，王跃进。葡萄组培苗耐盐性研究。果树学报，2005年第3期 五、中青年科学基金经费预算 主任委员（签章） 年 月 日 |
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