亚精胺对番茄幼苗高温胁迫伤害的缓解作用开题报告

1. 研究目的与意义

意义：番茄是我国设施栽培的主要作物之一，是一种喜温的作物。番茄夏季设施栽培或晚春、早秋的保护地生产中经常会遇到高温危害，高温会对番茄的生长造成胁迫，影响番茄的正常生长发育和产量、品质。高温胁迫问题的解决迫在眉睫。

国内外研究概况：多胺是生物体内广泛存在的一类次生代谢物质，为一类脂肪族含氮碱，兼具聚阳离子特性，能与细胞膜结合，具有抗氧化、清除自由基、稳定细胞膜等功能，对逆境胁迫有一定的缓冲作用，外源多胺在不同程度上能够解除逆境对番茄生长的抑制作用。研究发现外源亚精胺能提高番茄幼苗对高温胁迫的耐性，是由于高温胁迫下番茄幼苗叶片的抗氧化能力增强，叶片膜脂过氧化程度降低，质子泵活性提高，对生物膜的结构和功能起到稳定作用。外源spd能够稳定光合系统的结构和功能，优化能量在psⅡ反应中心的分配，促进电子在psⅡ和psⅠ之间的传递，使番茄幼苗光化学活性和光合性能在高温胁迫下的抑制作用得到缓解。研究发现通过对亚高温（33℃）和亚精胺处理下番茄转录组差异的基因芯片分析，发现亚高温逆境下能量代谢基因、氨基酸和蛋白代谢基因、核酸代谢基因和次级代谢基因等有表达差异性。结果表明acs、acc和iaa基因上调表达，抗逆反应和氧化还原反应基因发生了明显的下调表达，在分子水平上spd能显著缓解亚高温逆境对植物造成的损伤。此外，外源添加 spd 通过提高番茄内源ctk、kt 和aba含量，进而保护光合机构和抵抗水分散失，同时调控ros解毒和脯氨酸代谢，降低了叶绿体膜系统及psii的损伤程度，有效缓解了高温胁迫对番茄的伤害。

应用前景：为提高设施番茄作物的高温耐热性提供新的思路和方法；为研制开发外源多胺制剂提高番茄植株耐热性提供理论依据；对丰富植物温度逆境生理理论和番茄耐热性品种选育具有重要的指导意义。

2. 研究内容和预期目标

研究目标：探究亚精胺在高温胁迫下对于番茄幼苗生长状况和光合作用的影响。

研究内容：本实验通过分组处理并培育番茄植株，随机抽取每处理幼苗，测量幼苗株高，茎粗。幼苗地上部和地下部的鲜重和干重。 采用比色法测量番茄幼苗光合色素含量，蒽酮比色法测定可溶性糖和淀粉含量。通过整理数据和对比来探究外源亚精胺对番茄幼苗生长、光合色素含量以及糖分和淀粉积累所受高温胁迫的抑制作用。

拟解决的关键问题：亚精胺缓解番茄幼苗高温胁迫伤害的机理以及亚精胺在什么浓度范围内对番茄高温胁迫伤害的缓解作用最好。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：本实验设置四组处理。

第一组为对照组，常温条件下喷施去离子水水；第二组为实验组，常温条件下喷施亚精胺；第三组为实验组，高温条件下喷施去离子水；第四组为实验组，高温条件下喷施亚精胺。试验共进行7天，对于后两个处理，42℃/32℃高温处理5天后，恢复到常温28℃/18℃处理2天。分别于处理0、1、3、4、常温恢复2天时，采集主要功能叶用以测定各项指标。

技术路线：本实验以高温敏感型品种浦红968番茄为实验材料，在装有育苗基质的塑料穴盘中进行育苗。待幼苗长至4叶1心时，选取长势基本一致的幼苗进行上述四个处理，处理7天后测定各项指标。指标包括：叶片叶面积与鲜重、干重；外源亚精胺对高温胁迫下番茄幼苗光合作用与叶绿素荧光参数的影响；叶绿素、类胡萝卜含量的测定。之后处理数据，完成毕业论文。

4. 参考文献

本次试验完全在人工气候室内进行番茄植株栽培实验，解决了作物育种受自然界气候和地域制约的问题，为制造高温胁迫提供合适的环境。

同时测量光合色素以及可溶性糖和淀粉，初步探讨外源亚精胺对于番茄幼苗光合作用的影响等。

本实验的创新之处在于：在此之前，研究亚精胺对高温胁迫下番茄营养器官的影响的实验较多，我们则主要研究其对高温胁迫下番茄生殖器官的缓解作用。

5. 计划与进度安排

2022年初，查阅资料，与导师讨论实验的可行性；2022年2月中旬，培育番茄幼苗；2022年3月中旬，进行处理并测定一系列指标；2022年4月前,完成实验数据统计及毕业论文。