钙处理对无花果生长发育和抗氧化酶活性的影响开题报告

全文总字数：4127字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题的意义：

钙作为植物的结构组成元素，其生理功能与细胞组份有关，其主要作用是构成果胶酸钙、钙调素蛋白、肌醇六磷酸钙镁等，在植物的液泡中往往存在着大量的有机酸钙。钙可以稳定生物膜结构，并使生物细胞保持其完整性。钙能保持细胞壁的稳定性，果胶作为细胞壁的重要组成部分，在维持果实硬度、延长果实贮藏周期等方面都具有重要作用。钙还能促进生物的细胞生长和细胞分裂，且钙是细胞分裂的必要元素之一，缺钙会使细胞壁的粘结联系受到破坏，从而抑制细胞壁的形成，还会导致已有细胞壁的解体，抑制细胞伸长。研究外源钙处理对植物生长发育及生理状态的影响，有助于人们更好地理解钙对植物的影响，为利用钙提高植物的生产力提供理论支撑。

国内外研究进展： 吴友根等[1]认为，低浓度钙处理能促进白菜的生长发育，提高其产量，钙处理还能有效降低白菜腐烂率，增加组织中钙的含量，抑制白菜的膜脂过氧化作用，降低质膜透性和呼吸强度，延长白菜的货架寿命。韩冰等[2]研究指出，盐胁迫下，施加外源钙可以增加黄瓜植株体内可溶性蛋白的含量，提高各种保护酶的活性，抑制黄瓜体内活性氧的产生，减少丙二醛（mda）的生成，减轻盐胁迫对植株的伤害。徐臣善[3]也曾指出，外源施钙可以减轻盐胁迫对小金海棠幼苗造成的伤害，提高幼苗对盐胁迫的适应能力。史晓龙等[4]指出钙肥的施用有效缓解盐胁迫对花生生长发育的伤害，促进植株生长，提高光合能力，最终提高产量。gong等[5]认为，经ca2 处理的玉米种子提高了抗逆性；刘铁铮等[6]指出，施加外源钙可以提高雌蕊可溶性糖含量，降低雌蕊mda含量,增强雌蕊超氧化物歧化酶（sod）酶活性和过氧化物酶（pod）酶活性，显著降低了雌蕊的冻害，提高了其抗寒能力，并且指出了外源喷施钙离子抑制剂的处理结果则与此相反。张东野[7]的研究证实，对番茄幼苗喷施cacl2，可以降低相对电导率和mda含量，增加叶片的相对叶绿素及可溶性蛋白含量，增强保护酶活性，从而有效提高了番茄叶面的抗旱性。

张政委等[8]认为，no能够提高黄瓜诱导抗氧化酶相关基因的表达，提高抗氧化酶活性，进而保护细胞膜系统降低电导率和mda含量，而ca2 参与no的调节过程。邹亚丽等[9]的研究结果表明，在0℃贮藏条件下红富士果肉sod、cat协同作用，是果实贮藏前期的主要作用酶，共同防御活性氧或其过氧化物自由基对细胞膜系统的伤害，而喷施不同钙肥均能有效提高sod、cat的活性，降低mda含量，且螯合氨基酸是延长苹果贮藏期的最佳钙肥。赵晓美等[10]指出，适宜的钙浓度能促进西瓜植株生长，增强光合作用，增加有机物积累。另外，张忠庆等[11]的实验结果表明，ca2 处理增强了镍胁迫下大豆叶片sod、cat和抗坏血酸过氧化物酶（apx）活性，进而减轻了膜遭受氧化损伤的程度。周双云等[12]的研究结果证明，ca2 处理能提高机体内抗氧化酶活性，延缓盐胁迫酶活性的下降，减轻活性氧造成的损伤，对于提高巴西蕉幼苗的耐盐性起到了一定的作用。

韩金龙等[13]表示，施加外源钙能够增强盐胁迫下杜梨叶片中sod、pod、cat、谷胱甘肽还原酶（gr）、gsh-px的活性，减少o2-和h2o2的产生，降低脂质过氧化程度，提高谷胱甘肽（gsh）和抗坏血酸（asa）的含量，有效缓解盐胁迫对杜梨叶片的过氧化伤害。李贺等[14]也认为，适量的钙能有效促进大蒜生长发育，改善叶片光合特性，提高保护酶活性以及根系活力，从而提高对矿质元素的吸收，并认为在水培条件下，钙对大蒜生长发育作用效果最好的浓度为3 mmol/l。郑秀芳和张超强[15]指出，适量的外源钙可通过促进盐胁迫下试管苗内抗氧化酶活性的提高来降低膜脂过氧化水平，进而缓解盐害对马铃薯试管苗生长的抑制作用，诱导其耐盐性的提高。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标： 研究不同钙浓度处理对无花果生长发育和抗氧化酶活性的影响，找到促进无花果生长发育的最适ca2 浓度。研究内容：（1）不同ca2 浓度对无花果生长发育的影响测量的生长指标包括新梢的长度、直径、叶长、叶宽等。（2）不同ca2 浓度对无花果抗氧化酶活性及脂质过氧化作用的影响

抗氧化酶包括叶片和根系的超氧化物歧化酶（sod）、过氧化物酶（pod）、过氧化氢酶（cat），脂质过氧化指标丙二醛（mda）。

拟解决的关键问题：

通过不同钙浓度处理对无花果生长发育以及抗氧化酶活性的影响，定量评价各处理对无花果生长和生理的调节作用，科学有效的确定无花果生长发育最有效的钙浓度，以期为无花果的合理施肥，提高无花果的品质和产量提供理论依据。

3. 研究的方法与方案

研究方法：

设置5个ca2 浓度梯度，每个处理为15株苗，放在塑料大棚内培养。以植物学、植物生理学、细胞生物学、园艺植物生物技术等理论知识作为基础，测定无花果的生长指标和叶片及根系的抗氧化系统指标，评判不同浓度钙的作用。

实验方案： 以布兰瑞克无花果（ficus carica linn.）幼苗为材料，将生长状况一致的无花果幼苗转入到石英砂中培养，并用含有不同钙离子浓度的1/2 hogland（霍格兰氏）营养液浇灌，钙离子浓度梯度设置为0、2 mmol/l、4 mmol/l、6 mmol/l、8 mmol/l四个处理，每个处理为15株苗，放在塑料大棚内培养。可行性分析： 导师所在实验室有研究过一些关于无花果的其它实验，实验室有师兄带领，具备丰富经验和完备的实验条件。经过大一、大二、大三的学习，掌握了实验的基础知识，通过之前所做的实验，已具备一定的动手和思考能力。因此，本课题具有较坚实的理论基础和所需的所有硬件设备，实验方案可行，能够完成预期目标。

4. 研究创新点

本课题的研究对象是无花果，产量高，没有大小年，病虫害少，栽培管理容易，具有很高的药用价值和经济价值。

研究不同钙浓度处理对无花果生长发育和抗氧化酶活性的影响，对于无花果今后的栽培管理提供科学依据，具有一定的创新性。

5. 研究计划与进展

研究计划：2018年3月-5月：对无花果幼苗进行培养，用含有不同钙离子浓度的1/2 hogland（霍格兰氏）营养液浇灌处理。

2018年5月-9月：对无花果生长发育的生长指标进行测量并完成无花果抗氧化酶活性的测定。

2018年9月-2019年5月：对数据进行总结分析，撰写论文。