本文關(guān)鍵詞：胡楊試管芽苗對鹽脅迫的生理響應(yīng)及基因表達

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【摘要】：胡楊(Populus euphratica Oliv.)是我國西北干旱鹽漬化地區(qū)唯一能夠成林的樹種,對維持西北地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義,胡楊很強的耐鹽性與其生理特性相關(guān)。本文以胡楊試管芽苗為研究材料,研究鹽脅迫下胡楊細胞膜透性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及抗氧化系統(tǒng)的變化;CuZn-SOD和PtAPX2基因的表達;超微結(jié)構(gòu)的變化。從生理響應(yīng)、抗鹽基因表達及超微結(jié)構(gòu)3個層面全面系統(tǒng)地探討胡楊耐鹽性機理,為早期篩選胡楊耐鹽樹種及進一步探究胡楊耐鹽性機理提供理論依據(jù),具體結(jié)論如下:1.生理響應(yīng)隨著鹽脅迫濃度的增加,胡楊生長受到抑制,葉片相對含水量(RWC)、葉綠素含量(Chl)、葉綠素/類胡蘿卜素(Chl/Car)均呈下降趨勢;相對電導(dǎo)率(REC)和丙二醛(MDA)含量均呈上升趨勢,10 d鹽處理上升幅度大于5 d,中、高濃度鹽(150~200 mmol/L)脅迫下REC和MDA含量均顯著增加,其中,REC含量比對照分別增加46.8%、55.2%(10 d),MDA含量比對照分別增加42.7%、63.2%(10 d)。中濃度鹽(150 mmol/L)脅迫下可溶性蛋白(SP)含量最高,比對照增加72.8%(5 d)和47.6%(10 d);可溶性糖(SS)含量在低濃度鹽(50~100 mmol/L)脅迫顯著增加,其他鹽處理與對照相比無明顯變化;100 mmol/L鹽脅迫下主要增加脯氨酸(Pro)含量來增強細胞滲透調(diào)節(jié)能力。鹽脅迫導(dǎo)致胡楊O2·-和H2O2含量增加,其中,中、高濃度鹽(150~200 mmol/L)脅迫增加最明顯;SOD活性呈先升高后降低趨勢,各鹽處理SOD活性均高于對照,150mmol/L鹽處理POD活性最高,低、中濃度(50~150 mmol/L)鹽脅迫CAT活性顯著高于對照,100mmol/L鹽處理APX活性最高,而中、高濃度鹽(150~200 mmol/L)脅迫APX活性與對照相比無明顯變化,低濃度鹽(50~100 mmol/L)脅迫GR活性顯著增加,分別是對照的1.8倍(5 d)和1.48倍(10 d);ASA含量呈先下降后上升趨勢,100 mmol/L鹽脅迫比對照下降26.9%(5 d)、47.3%(10d),5 d鹽處理GSH含量呈下降趨勢,10 d鹽處理GSH含量呈先上升后下降趨勢。這些結(jié)果表明,胡楊在適宜鹽濃度(150 mmol/L)脅迫下,可以通過積累可溶性蛋白、可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來增加細胞的滲透勢,防止細胞失水,同時也通過增加保護酶活性和抗氧化劑含量來緩解活性氧(O2·-、H2O2)對自身的傷害。2.基因表達半定量PCR和實時熒光定量PCR研究CuZn-SOD、PtAPX2基因表達的結(jié)果基本一致,鹽處理24~48 h顯著增加CuZn-SOD基因表達量,鹽處理36~72 h顯著增加PtAPX2基因表達量,SOD活性呈先上升后下降趨勢,48 h為最大值,APX活性在48 h~72 h呈下降趨勢,鹽處理時間大于48 h時CuZn-SOD、PtAPX2基因表達與SOD、APX活性變化基本保持一致。這些結(jié)果表明,鹽脅迫下胡楊酶基因表達時間存在差異(CuZn-SOD早于PtAPX2),酶活性與酶基因表達呈正相關(guān)(48 h),其較強的耐鹽性是CuZn-SOD、PtAPX2等關(guān)鍵酶基因共同表達的結(jié)果。3.超微結(jié)構(gòu)100mmol/L鹽脅迫下胡楊超微結(jié)構(gòu)變化不明顯,200 mmol/L鹽脅迫下葉片表皮氣孔密度、氣孔開放比例、開度均減小,蠟被層增厚,葉片微管束面積減小,細胞腔增大,葉肉細胞的細胞膜內(nèi)陷,類囊體片層排列疏松、膨脹、扭曲,嗜餓顆粒增多,淀粉粒減少,說明200 mmol/L鹽脅迫超過胡楊自身耐受性,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受損。綜上所述,鹽脅迫下胡楊在生理、酶基因表達、超微結(jié)構(gòu)等方面方面做出了不同的響應(yīng),在低于150 mmol/L鹽脅迫下具有一定耐受性和適應(yīng)能力,在高于48 h鹽脅迫下耐鹽能力與抗氧化酶基因表達呈正相關(guān),高濃度鹽(200 mmol/L)使其結(jié)構(gòu)嚴重受損。
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S792.11

【參考文獻】

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本文編號：1276212