AZD8055在增强珙桐幼苗耐热性中的应用

azd8055在增强珙桐幼苗耐热性中的应用
技术领域
1.本发明属于濒危植物引种栽培技术领域，涉及减缓珙桐幼苗高温胁迫的方法，具体涉及 azd8055在增强珙桐幼苗耐热性中的应用。


背景技术：

2.珙桐(davidia involucrata baill.)是我国独有的第三纪孑遗珍稀树种，野生种群数量极少，被誉为植物界的“活化石”，属国家一级保护植物。其头状花序球形顶生，有两枚叶状纸质的大苞片位于花序基部，盛开时宛如群鸽栖树，在国际上享有“中国鸽子树”的美誉，为驰名海内外的名贵园林观赏及绿化树种。除了加强对原生地资源的保护，还应广泛扩大珙桐的繁殖和栽培范围。但是珙桐对生境条件要求严格，喜欢生长在气候凉爽湿润的山地环境。将珙桐引种到低海拔地区，苗木成活的关键在于度过高温炎热的夏季；遭遇38℃以上高温时，珙桐幼苗叶片枯黄脱落，幼苗萎蔫，严重时甚至死亡。因此，高温是珙桐引种的主要限制因子，导致引种成活率极低，进而严重制约了珙桐资源的有效保护及在园林绿化等领域中的广泛应用。目前，关于提高珙桐幼苗耐热性的研究基本处于空白状态。
3.雷帕霉素靶蛋白(target of rapamycin,tor)是一种存在于真核生物中进化上高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，通过整合营养和能量信号来促进细胞增殖和生长。tor在调控植物的生长、开花、衰老和生命周期以及动物的胚胎形成、分生组织激活等方面起重要作用。诸多研究表明，tor信号通路通过响应上游的能量和营养需求来调控蛋白质的合成、细胞自噬和细胞代谢等生物学进程。动植物tor基因的缺失能够导致胚胎致死，表明tor基因是生物体内的必需基因，在动植物的生长发育进程中发挥着关键作用。
4.azd8055是一种特异有效的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mtor)激酶抑制剂。mtor在体内以mtorc1和mtorc2两种复合物的方式存在，azd8055 可有效抑制mtorc1和mtorc2的活性。目前，azd8055主要用于临床医学的研究，在肝癌、神经母细胞瘤等多种肿瘤中，azd8055可通过诱导细胞凋亡和抑制细胞增殖，从而达到抗肿瘤的作用。但是，azd8055施用对植物耐热性的影响目前还未见相关报道。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供药物azd8055在增强珙桐幼苗耐热性中的应用。本发明的目的还在于提供一种提高珙桐幼苗耐热性的方法，该方法可以缓解珙桐幼苗由于高温胁迫产生的萎蔫、失水、氧化损伤、光合能力减弱等现象，降低高温环境对珙桐幼苗的危害，为珙桐引种栽培及大规模园林应用提供科学依据。
6.本发明的目的通过下述技术方案实现：
7.本发明发现施用azd8055溶液能显著提高珙桐幼苗对高温胁迫的耐受性，因此， azd8055具有增强珙桐幼苗耐热性的应用。
8.一种利用azd8055增强珙桐幼苗耐热性的方法，包括下述步骤：在高温胁迫前向珙桐幼苗的叶片喷施azd8055水溶液。
9.作为优选，所述的azd8055水溶液的浓度为10μm。
10.作为优选，在高温胁迫前12小时喷施一次azd8055水溶液。
11.作为优选，所述azd8055水溶液的喷施量为20～30ml/株，以喷施之后叶面均匀布满雾状水滴为准。
12.在一些实施方案中，上述珙桐幼苗为一年生珙桐幼苗。
13.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
14.本发明首次将用于临床医学的药物azd8055用于濒危植物引种栽培技术领域。通过对珙桐幼苗叶片喷施适当浓度的azd8055水溶液，可以缓解高温胁迫对珙桐幼苗造成的伤害，为气候变暖下珍稀濒危植物资源的保护以及广泛推广和种植提供新的策略和方法。
附图说明
15.图1是azd8055对高温胁迫下珙桐叶片丙二醛(mda)含量(a)和相对电导率(b) 的影响。图中数值表示平均值
±
标准差，不同字母表示差异显著(p《0.05)，下图同此。
16.图2是azd8055对高温胁迫下珙桐叶片脯氨酸含量(a)和相对含水量(b)的影响。
17.图3是azd8055对高温胁迫下珙桐叶片光系统ii最大光化学效率(fv/fm)(a)和净光合速率(pn)(b)的影响。
18.图4是azd8055对高温胁迫下珙桐叶片sod(a)、cat(b)和pod(c)活性的影响。
具体实施方式
19.下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。本发明并不限于以下实施例，所述方法如无特别说明均为常规方法。
20.实施例1
21.本发明所用试剂azd8055购自美国selleck chemicals公司，目录号s1555。
22.一年生珙桐幼苗种植于装有沙、蛭石和营养土(1:1:1)的圆柱形塑料花盆中，选取大小、长势基本一致的健壮幼苗进行处理。将珙桐幼苗分成四组，其中两组使用喷雾装置喷施10μm 的azd8055溶液，喷施量为20～30ml/株，以喷施之后叶面均匀布满雾状水滴为准；其余两组使用喷雾装置喷施相同剂量的去离子水(azd8055浓度为0μm)。在预处理结束12h后，从azd8055喷施的两组中随机挑选一组和去离子水施用的两组中随机选取一组进行高温 (42℃)处理9h(即置于42℃的生长箱9小时)，剩余两组按照正常方式管理(22℃)。四组处理分别为：(1)ck，对照组(去离子水 22℃)；(2)t1，azd8055处理组(azd8055 22℃)； (3)t2，高温处理组(去离子水 42℃)；(4)t3，azd8055 高温处理组(azd8055 42℃)，每组3次重复。
23.各项指标检测方法如下：
24.(1)丙二醛(mda)含量测定采用硫代巴比妥酸法测定。
25.(2)选取相同叶位的功能叶片4～6片，利用打孔器打取10个叶圆片，放入装有10ml 去离子水的离心管中。室温下浸泡4h(期间摇动数次)后，使用雷磁dds-307a电导率仪测定初始电导率s1。将离心管在沸水浴中放置20min，取出冷却至室温后摇匀，测定电导率 s2。按以下公式计算相对电导率(其中，去离子水的电导率为s0)：相对电导率(％)＝(s1
ꢀ–
s0)/(s2
–
s0)
×
100％。
26.(3)脯氨酸含量测定采用茚三酮显色法。
27.(4)叶片相对含水量公式为：叶片相对含水量(％)＝(wf–
wd)/(w
t
–
wd)
×
100％，其中，wf：鲜重；wd：干重；w
t
：饱和鲜重。
28.(5)净光合速率(pn)使用便携式光合仪li-6400(li-cor，美国)测定。光源采用li-6400 红蓝光源，光照强度设定为1200μmol m-2
s-1
，参比室co2浓度设置为400μmol mol-1
。珙桐叶片暗适应30min以上，使用超便携式调制叶绿素荧光仪fms-2(hansatech)测定光系统ii (psii)最大光化学效率(fv/fm)。
29.(6)超氧化物歧化酶(sod)、过氧化氢酶(cat)和过氧化物酶(pod)活性分别采用氮蓝四唑法、紫外吸收法和愈创木酚法测定。
30.与对照组(ck)相比，高温处理(t2)下珙桐叶片中膜脂过氧化产物mda含量显著升高，是ck的2.16倍。与t2相比，azd8055 高温处理组(t3)中mda含量减少了24.04％ (图1a)。相对电导率是反映植物细胞膜透性的重要指标。高温胁迫导致珙桐叶片的相对电导率显著升高，达到43.24％；azd8055预处理显著抑制了高温胁迫下相对电导率的升高，为 19.71％(图1b)。
31.脯氨酸作为植物体内重要的渗透调节物质，在植物逆境响应中起关键作用。高温处理(t2) 下珙桐叶片脯氨酸含量较对照组(ck)升高75.50％，而azd8055 高温处理(t3)下脯氨酸含量比ck升高了161.77％(图2a)。与对照组(ck)相比，高温处理(t2)下珙桐叶片相对含水量减少24.32％；azd8055预处理显著抑制了高温胁迫下珙桐叶片水分流失，azd8055 高温处理组(t3)中叶片相对含水量比高温处理组(t2)增加17.26％(图2b)。
32.光合作用是植物细胞中对高温胁迫高度敏感的生理过程。与对照组(ck)相比，azd8055 处理(t1)下珙桐幼苗叶片光系统ii(psii)最大光化学效率fv/fm(图3a)和净光合速率 pn(图3b)均无显著变化。高温处理组(t2)的fv/fm值和pn值比ck分别降低59.50％、 65.65％。与t2相比，azd8055 高温处理组(t3)中fv/fm值和pn值显著升高，分别是t2的1.89倍和1.97倍。
33.超氧化物歧化酶(sod)、过氧化氢酶(cat)和过氧化物酶(pod)是植物抗氧化系统中的重要酶类，其活性反应了清除细胞内活性氧的能力。高温胁迫(t2)下sod(图4a)、 cat(图4b)和pod(图4c)活性显著下降，分别比对照组(ck)减少了18.73％、46.45％、 52.71％；而azd8055 高温处理组(t3)中，sod和cat活性与ck无显著性差异，pod 活性是t2的1.61倍。
34.本实施例表明，施用azd8055溶液能显著提高珙桐幼苗对高温胁迫的耐受性。
35.本发明投入成本低，效果明显，毒副作用小，可显著增强珙桐幼苗的耐热性，在珙桐引种栽培及其园林绿化中具有重要的推广应用价值。
36.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。