茉莉酸甲酯对水稻耐盐性的影响和雨生红球藻积累虾青素的研究 茉莉酸甲酯是一种新型的植物激素。它的化学结构和生理作用与脱落酸有许多相似之处，两者在植物的抗逆反应中都与信号物质关系密切，都引发特定的基因表达和特殊蛋白的积累。脱落酸作为逆境反应激素已经得到比较广泛和深入的研究，其在提高植物抗盐性的生理作用一再得到证实。而茉莉酸甲酯的抗性生理作用研究主要集中在抗机械伤害、抗病虫害方面，抗盐性的研究相对不够广泛和深入。有关茉莉酸甲酯对提高植物抗盐性是否有作用的研究极少。茉莉酸甲酯对水稻抗盐性影响的报道尚未见到。本文从基础生理生化变化的角度出发，研究了萌发期和苗期两个阶段茉莉酸甲酯对处于盐胁迫下的水稻的作用。通过深入细致地、比较全面地研究茉莉酸甲酯对盐胁迫下李和粘和IR26两个水稻品种的发芽率、形态指标和生理生化指标的影响，为进一步深入研究茉莉酸甲酯在盐胁迫逆境反应中的分子信号传导链的地位与作用奠定基础，同时也为研究茉莉酸甲酯作为多种逆境反应调节物质的分子机理以及研究植物的耐盐机理提供前期认识和线索。实验通过比较不同水平的盐胁迫对水稻的影响、不同浓度的茉莉酸甲酯对水稻的影响、相同水平的盐胁迫下不同浓度的茉莉酸甲酯对水稻的影响，通过比较胁迫强度、激素浓度和持续时间对试验材料表型和生理性状的影响来揭示茉莉酸甲酯对水稻发芽、生长的效应及其可能的作用机理。 实验研究了在下述条件下：1．不同水平的盐胁迫，2．不同浓度的茉莉酸甲酯，3．相同水平的盐胁迫下不同浓度的茉莉酸甲酯，纯水吸胀作用与非纯水吸胀作用对不同品种的发芽的影响。测定性状包括发芽势、发芽率、发芽速率、发芽盐害率、芽长（苗长）、根长、地上部鲜干重、地下部鲜干重、含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量、根部质膜透性、可溶性蛋白含量、木质素含量、过氧化物酶活性等指标。结果表明，不论经纯水吸胀处理与否，两个水稻品种的发芽率都随着盐浓度的增加而递减，300mM盐下的发芽率都为零，非纯水吸胀处理下同等浓度的盐下两个品种的发芽率差异不显著。纯水吸胀处理的种子比不吸胀处理的种子在盐胁迫下的发芽特性随品种不同而异。耐盐品种李和粘吸胀比不吸胀提高了发芽势（150mM盐下吸胀比不吸胀的相对发芽势由0提高到37％）、发芽率（150mM盐下相应提高30％）和发芽指数（150mM盐下相应提高2.6倍），降低相对盐害率（150mM盐下吸胀比不吸胀降低60％）的作用；盐敏感品种IR26则表现降低发芽势（150mM盐下相应降低60％）、发芽率（150mM盐下相应降低85％）和发芽指数（150mM盐下相应降低33％），提高相对盐害率（150mM盐下提高110％）的作用。非纯水吸胀处理下茉莉酸甲酯推迟水稻种子露白的时间，茉莉酸甲酯随浓度增加发芽势递减，但减幅不显著。茉莉酸甲酯对最终发芽率没有显著影响。较高浓度的茉莉酸甲酯（1-2mg／L）均引起IR26和李和粘发芽势的降低，其幅度IR26大于李和粘。茉莉酸甲酯处理略微降低发芽指数。纯水吸胀处理下，茉莉酸甲酯提高发芽特性指标。茉莉酸甲酯对李和粘在100mM盐下发芽特性没有显著影响，但茉莉酸甲酯提高经水吸胀的IR26在100mM盐下的发芽势、发芽率、发芽指数（5×10-4mg／L茉莉酸甲酯下分别比阳性对照提高13％、62％、41％）。动态发芽率曲线表明，较低浓度的盐（50.100mM）只是延缓发芽但并不降低最终发芽率，较高浓度的盐（150-300mM）延缓发芽并降低试验时间内的最终发芽率；茉莉酸甲酯在前期延缓发芽，在后期较低的浓度有提高发芽率的作用；经过足够长时间的处理茉莉酸甲酯能提高吸胀后的盐敏感品种IR26在100mM盐下的发芽率，其中5×10-4mg／L茉莉酸甲酯浓度的促进作用最大。适当低浓度的茉莉酸甲酯（一般是5×10-4mg／L，有时是5×10-5mg／L或5×10-6mg／L）可以显著提高芽期的芽长、根长、地上部鲜干重、地下部鲜干重、含水量、叶绿素含量；提高苗期的苗长、根长、地上部鲜干重、地下部鲜干重、地上部相对含水量、叶片脯氨酸含量、根部质膜透稳定性、地上部可溶性蛋白含量、地下部可溶性蛋白含量、地下部木质素含量、地上部木质素含量、过氧化物酶活性。总之，本研究结果显示茉莉酸甲酯在一定程度上可缓解盐胁迫对水稻种子发芽和幼苗生长的影响，但这种作用在供试品种间呈现差异；茉莉酸甲酯对李和粘在盐胁迫下耐盐性指标值的提高大于IR26。 针对雨生红球藻扩大化培养中存在的问题包括1）培养基成分对藻细胞生长的影响，2）藻细胞平均生长速率低，3）高速分裂生长状态时间较短，4）容易遭受其它藻类或原生动物污染，3）新鲜培养物中绿色游动细胞短时间后即贴壁、沉降或转化为不动细胞等，本文还通过应用多种现代生物学研究方法包括应用氧化还原剂、盐胁迫以及采用双通道激光共聚焦扫描显微镜观察和生化分析，进行了培养基改良、藻种纯化、培养及其虾青素形成等的生理生化机制研究。结果表明：去除硅酸盐成分的HGZ培养基一样适合于雨生红球藻的营养生长，最短代时值由18.50小时缩短为15.14小时；细胞不动化的培养物的上清液用滤纸过滤、高压灭菌处理或用除菌滤膜过滤后重新接种的试验表明，存在着非营养因素引起游动细胞转化为不动细胞；机械刺激或通气处理或被高度稀释能够触发不动细胞转化为游动细胞；细菌污染促进游动细胞不动化，是影响雨生红球藻扩大化培养的一个因素；原生动物的污染可以通过干燥和热处理除去；氧化还原剂高锰酸钾、锌粉和维生素C对虾青素积累的影响差异不显著，但铁屑有一定促进生长的作用；盐胁迫下雨生红球藻的生长、抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量及虾青素含量的变化是：在实验范围内，藻的生长随着NaCl浓度的升高受到明显抑制。0.75％的盐浓度是对该藻生长造成较小影响的上限，1.25％的盐浓度造成处理第8天时的生物量仅为对照的18.6％，处理第10天时藻体变为灰白色，细胞消融死亡；随着盐浓度的升高，SOD、CAT酶活性与MDA含量均先升高后下降，除SOD酶活性在盐浓度为0.75％时达到最大值外，其余均在盐浓度为1.0％时达到最大。各盐浓度处理的SOD酶活性、CAT酶活性与MDA含量均随着时间的推移下降，1.25％盐浓度下的SOD酶活性除外。在雨生红球藻的盐浓度耐受范围（小于1％）以内，虾青素的含量随着NaCl浓度的升高而升高，1％时达到最高值，与对照相比，增加幅度为72.2％。用激光共聚焦显微镜观察虾青素形成和积累过程藻细胞的变化表明，虾青素最先形成于叶绿体外靠近细胞质中心，最后充满整个细胞；叶绿体在虾青素形成过程中在细胞中的层次构造变得不规则，叶绿素在细胞中的分布也变得不均匀。