外源腐胺调控盐胁迫下黄瓜叶片类囊体膜结构与性能的作用机理研究

针对设施蔬菜栽培中土壤盐渍化严重，经常导致蔬菜作物光化学效率降低、生育受到抑制、产量和品质下降等问题，本项目以黄瓜为试材，采用营养液栽培，准确控制根际生长环境，叶面喷施外源腐胺，通过提取完整的叶绿体，获得类囊体膜，分析盐胁迫下黄瓜植株类囊体膜超微结构和性能的变化；测定类囊体膜不同种类内源多胺含量及形态的变化，探讨类囊体膜上内源多胺变化与黄瓜植株盐胁迫抗性的相关性；利用蓝绿温和胶电泳、质谱及蛋白印迹等分子生物学技术，研究盐胁迫下外源多胺对类囊体膜上差异蛋白表达和特异蛋白合成的影响，鉴定特异蛋白的生理功能。从多胺代谢和蛋白水平阐明外源腐胺调控类囊体膜结构与性能的适应性变化机制，该研究可为外源多胺提高盐胁迫下黄瓜植株的抗性提供理论依据，对黄瓜等设施蔬菜作物的抗逆促长栽培、抗性育种具有重要的理论价值和生产实践意义。

项目以盐敏感的黄瓜品种‘津优4号’为试材，采用营养液栽培，通过叶面喷施腐胺（putrecine，Put），研究了外源Put 对盐胁迫下（75 mmol•L-1 NaCl）黄瓜叶片类囊体膜结构与性能的影响，从黄瓜幼苗光化学效率、叶绿体超微结构、类囊体膜脂肪酸组分、类囊体膜蛋白质组、类囊体上不同种类、形态多胺变化等方面，系统深入探讨了外源Put调控盐胁迫下黄瓜幼苗类囊体膜结构与性能适应性变化的作用机理。通过3年努力，完成了计划书的各项研究任务，取得了重要的进展。主要进展有以下几个方面：（1）外源Put能够通过调节类囊体膜上不饱和脂肪酸的含量，提高了光合膜的流动性，从而缓解盐胁迫对黄瓜幼苗光合器官结构和功能的伤害；（2）Put处理能够直接调节叶黄素组分启动叶黄素脱环氧过程，并增强了盐胁迫下黄瓜幼苗类囊体膜的流动性，维持了类囊体膜的结构和功能的完整，从而提高盐胁迫下黄瓜幼苗光合器官的耐受能力；（3）外源Put对叶绿体内抗氧化代谢和类囊体膜上内源多胺变化的调节作用，增强了光合器官对盐胁迫的耐性，从而缓解盐胁迫对黄瓜幼苗光化学效率的抑制；（4）外源Put能够缓解盐胁迫下类囊体膜蛋白复合体组分的降解，从而有助于保护黄瓜幼苗类囊体膜结构和功能上的完整性。.项目执行期间（2010年1月~2013年 12月）共发表标注项目资助的学术论文29篇，其中SCI收录11篇；培养研究生7名，其中博士研究生4名，硕士研究生3名；申请国家发明专利2项，出版全国高等教育“十一五”国家及规划教材《设施园艺学》（第二版，李式军、郭世荣主编，中国农业出版社，2011年3月出版）、《无土栽培学》（第二版，郭世荣主编，中国农业出版社，2011年6月出版）和全国高等学校“十二五”农林规划教材《设施作物栽培学》（郭世荣主编，高等教育出版社，2012年4月出版）3部，主编设施园艺实用技术丛书4部（《设施育苗技术》、《设施果树生产技术》、《设施蔬菜生产技术》和《园艺设施建造技术》）。