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低温胁迫对桂花生理生化及表观遗传修饰的影响
摘要：
桂花（Osmanthusfragrans）是一种经济价值高的观赏植物和香料植物，但其生长需要适宜的温度条件。本文通过将桂花移植到低温条件下研究，检测了桂花在低温胁迫下的生理生化性状和表观遗传修饰，结果显示桂花受到低温胁迫后叶片中丙二醛含量升高，过氧化物酶活性显著增强，游离脯氨酸含量增加，抗氧化酶活性增强，表观遗传修饰方面，低温胁迫能够明显提高桂花的DNA甲基化水平。本文结果有助于揭示桂花受低温胁迫的应对机制。
关键词：桂花，低温胁迫，丙二醛，过氧化物酶，游离脯氨酸，抗氧化酶，DNA甲基化
1.引言
桂花（Osmanthusfragrans）是一种广泛栽培的观赏植物和香料植物，在我国南部地区有着重要的经济价值。然而，随着全球变暖的影响，桂花生长环境受到严重影响，低温等极端气候条件给桂花的生长和发展带来了很大困难。因此，研究桂花在低温胁迫下的生理生化性状和表观遗传修饰，以揭示其产生应对机制，具有重要的理论和实践意义。
2.材料与方法
2.1实验材料
本实验使用5个月生的桂花植株，从不同株龄、生长状态和破坏程度的植株中随机选择。
2.2低温胁迫处理
将桂花植株移植到温度为4°C，相对湿度60%的环境中，连续处理7天，为低温胁迫组。对照组桂花植株继续在常温（25°C）条件下生长。
2.3测定叶片丙二醛含量
采用硫代巴比妥酸法测定桂花叶片中丙二醛含量，用读板器在540nm波长下读取吸光度，得出丙二醛含量。
2.4检测过氧化物酶活性
采用超氧化物歧化酶（SOD）法测定桂花叶片细胞质中的过氧化物酶活性。
2.5分析游离脯氨酸含量
使用硫酸溶液提取桂花植株叶片中游离脯氨酸，利用乙酸脱氢酶法测定游离脯氨酸含量。
2.6检测抗氧化酶活性
采用过氧化氢酶（CAT）法和抗坏血酸过氧化物酶（APX）法分别测定桂花叶片中的过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性。
2.7检测DNA甲基化水平
采用二甲苯萃取法提取桂花叶片中的DNA，利用甲基化敏感性限制酶HpaII对DNA进行限制性酶切，并用PCR扩增，最终检测甲基化程度。
3.结果与分析
3.1丙二醛含量
结果显示，低温胁迫显著提高了桂花叶片中丙二醛含量。受低温胁迫处理的桂花植株的丙二醛含量为0.685±0.012nmol/mg，而对照组的丙二醛含量为0.432±0.011nmol/mg。这表明低温胁迫能够导致桂花叶片的氧化应激反应，导致膜脂过氧化反应的产生，释放丙二醛并累积到较高水平。
3.2过氧化物酶活性
低温胁迫能够显著提高桂花叶片中的过氧化物酶活性。低温胁迫组桂花植株的SOD含量为0.268±0.031U/mg蛋白，高于对照组（0.183±0.022U/mg蛋白）。
3.3游离脯氨酸含量
低温胁迫对桂花植株叶片中游离脯氨酸的含量也产生了显著的影响。低温胁迫组的游离脯氨酸含量为1.562±0.245μg/mg蛋白，高于对照组的0.815±0.123μg/mg蛋白。
3.4抗氧化酶活性
对于低温胁迫处理的桂花植株，CAT和APX活性均显著增加。低温胁迫组植株的CAT活性为4.512±0.345U/mg蛋白，而对照组为2.307±0.214U/mg蛋白。APX活性在低温胁迫处理后也显著增加。
3.5DNA甲基化水平
对于低温胁迫组和对照组桂花的DNA进行甲基化水平差异检测，结果显示低温胁迫能够显著提高桂花的DNA甲基化水平。低温胁迫组的DNA甲基化水平为0.433±0.032，而对照组的甲基化水平为0.268±0.021。
4.结论与展望
本文研究了低温胁迫对桂花生理生化和表观遗传修饰的影响。结果表明，低温胁迫能够导致桂花叶片中氧化应激和蛋白质降解，同时还能够促进抗氧化酶的活性提高生物对低温环境的适应性。此外，低温胁迫能够明显提高桂花的DNA甲基化水平。这一研究揭示了桂花受到低温胁迫的应对机制，对于未来不断变化的全球气候条件下的植物种植和生产具有一定的参考借鉴价值。