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随着工农业的发展和含砷化学物质的不断应用,砷污染己成为一个世界性的严重问题,土壤、大气和水体中的砷污染也正威胁着作物生产和人类的健康。因此,研究植物暴露在砷环境下的生理指标可以为下一步研究植物在逆境环境下的反应机制提供良好的数据支持。水杨酸(salicylic acid,SA)是植物体内的小分子酚类物质,1992年被确认为激素家族成员。目前,SA应用于植物抗病的研究逐渐成为研究的热点。现已证明,SA不仅可以调节植物的某些生长发育过程,还能增强植物产生抗逆性,抵抗不良因素造成的伤害。本论文利用植物分子生物学的模式植物拟南芥进行研究,对拟南芥野生型和水杨酸突变体进行砷胁迫,研究其介导下的生理指标的变化。1、植物体内水杨酸分析方法的探讨在植物体内,SA在植物体内的存在形式主要有游离态和结合态两种形式。结合态SA是游离SA与葡萄糖结合形成无活性的水杨酸-2-O-β-葡萄苷(SAG),存在于细胞内部,能防止大量游离SA对植物细胞可能产生的毒害作用。特定情况下,SAG能释放到细胞间隙,转化为游离SA,游离SA再进入细胞,诱导防卫反应的发生。因此准确测定植物中的SA成为深入研究其作用和抗病机理的必要前提。用HPLC对植物中水杨酸进行了分析,比较了紫外检测器和荧光检测器不同的检测结果,荧光检测器灵敏度更高,是紫外检测器的15倍。探索了使水杨酸与其他组分很好分离的液相色谱条件,结果表明,pH5.5的乙酸钠:甲醇(9:1,V/V)的流动相效果最好。用该方法测得的精密度的相对标准偏差为1.73%,重现性和稳定性均较好(稳定性的相对标准偏差为4.6%)。本文以拟南芥野生型和水杨酸突变体两种类型为供试材料,体内水杨酸经提取后用该方法进行了测定,植物组织中水杨酸的含量与其他文献报道一致,证明该方法可靠。2、水杨酸诱导拟南芥地上部抗砷的生理机制选用拟南芥野生型(Wild Type,WT)和水杨酸含量减少的突变体(sid2)两种植物样品进行加砷处理,处理浓度分别为0、75、150、300μM As(Ⅴ),我们发现:1)WT和sid2的地上部生物量没有明显差异。2)正常条件下,WT地上部体内水杨酸的含量大约为sid2的10倍左右。3)相同砷浓度处理下,WT比sid2地上部体内富集了更多量的砷。4)加砷环境下,WT地上部体内SA含量随着时间的延长而增加,随着加砷浓度的增加而增加;sid2体内SA由于合成水杨酸的基因缺失,导致合成路径受阻碍,随时间延长和加砷浓度的增加变化是不显著的。5)两种植物种类在砷暴露下,体内过氧化氢含量增加,即砷使植物地上部产生氧化胁迫。6)WT和sid2体内的抗氧化系统呈现不同的变化情况,WT的SOD升高、CAT没有显著变化,POD升高;而sid2地上部体内SOD、POD、CAT都是降低的。总之,本论文研究了作为植物体内荷尔蒙的水杨酸的测定方法以及在模式植物拟南芥受到砷胁迫时体内相关生理指标的变化情况,从而为研究水杨酸在提高植物抗砷能力提供有力的数据支持,为进一步研究水杨酸抗病机理做准备。