發(fā)布時間：2020-03-03 16:41

【摘要】：白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)屬于菊科蒿屬強旱生植物,主要分布于荒漠區(qū)和草原區(qū)的沙地,是重要的防風固沙植物。本文以白沙蒿為研究對象,并以同為蒿屬沙生半灌木的黑沙蒿(Artemisia ordosica)(旱生)作為對照,探討了不同干旱脅迫下兩種植物生長及生理變化的特點;并通過轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)得到了白沙蒿在不同干旱脅迫下的差異表達基因,通過注釋篩選出抗旱相關(guān)的功能基因和調(diào)控基因,對這些基因的相關(guān)特性進行了分析。研究的主要結(jié)果如下:1.從生長量來看,兩種植物的莖增長量隨著水分脅迫的加劇而下降,且超重度水分脅迫(SS)與重度水分脅迫(S)處理下莖增長量差異不大,表現(xiàn)出重度脅迫已經(jīng)嚴重影響了白沙蒿的生長。從植物的受脅迫癥狀來看,在中度水分脅迫處理(M)下,黑沙蒿葉片出現(xiàn)較輕微的萎蔫,而白沙蒿幾乎沒有受到影響;在重度水分脅迫處理(S)下,黑沙蒿基部的葉片開始變黃,而白沙蒿只是出現(xiàn)上部葉片萎蔫的情況;而進一步的水分脅迫(SS),黑沙蒿上部葉片已經(jīng)嚴重萎蔫,基部葉片干枯發(fā)生脫落,白沙蒿的葉片萎蔫也較為嚴重,下部葉片開始變黃。反映出白沙蒿相對于黑沙蒿而言,在相同水分脅迫下,癥狀較輕,具有較強的抗旱性。2.從各生理指標來看,水分生理指標中,白沙蒿在相同脅迫處理下比對照植物黑沙蒿具更高的含水量,并且質(zhì)膜透性較低,反映出受到的傷害更小。兩種植物在干旱脅迫下,三種保護酶SOD、POD、CAT活性的變化與大部分植物相似,沒有統(tǒng)一且明顯的變化規(guī)律,表現(xiàn)出應(yīng)對干旱脅迫過程中的協(xié)同作用。兩種植物隨著水分脅迫的加劇,在S處理和SS處理下,脯氨酸含量均顯著上升,表現(xiàn)出對干旱脅迫的積極響應(yīng),并且黑沙蒿的變化幅度大于白沙蒿,但結(jié)合生長狀況和水分生理來看,脯氨酸的變化只能反映兩種植物對干旱的積累情況,不適宜作為植物抗旱性高低的評判指標。3.在差異表達基因中篩選出25條抗旱相關(guān)功能基因,與15個物種具有一定的同源性,得到與白沙蒿具有高度同源性的物種有甘菊、黃花蒿、煙草和向日葵,這些基因的啟動子元件多集中在MYB結(jié)合位點MBS、防御和應(yīng)激反應(yīng)中的順式作用元件TC-rich repeats以及傷病響應(yīng)WRKY結(jié)合位點W-box。合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)中P5CS 2條基因均出現(xiàn)上調(diào)表達,與生理試驗結(jié)果一致,與海藻糖合成相關(guān)的2條基因中有1條上調(diào)表達,可能參與了抗旱調(diào)控。保護酶系統(tǒng)中,僅發(fā)現(xiàn)POD和APX基因出現(xiàn)差異表達,但兩類基因均出現(xiàn)下調(diào)表達。保護大分子物質(zhì)中,LEA蛋白的8條差異表達基因中只有1條出現(xiàn)上調(diào)表達,水通道蛋白的9條基因都出現(xiàn)下調(diào)表達,與干旱的調(diào)控有關(guān)。4.白沙蒿中與抗旱相關(guān)的五類主要轉(zhuǎn)錄因子基因在不同干旱處理下出現(xiàn)差異表達的共37條,可與21個物種具有相當?shù)耐葱?但與黃花蒿、菊花和泡黃金菊的同源性高度一致。在這些差異表達基因中,屬于AP2/EREBP類的共15條、屬于WRKY類的8條、屬于MYB/MYC類的共10條、屬于bZIP及NAC類各2條。AP2/EREBP、NAC、MYB/MYC類轉(zhuǎn)錄因子的基因在隨著干旱脅迫的加重既有逐級上調(diào)表達的,也有逐級下調(diào)表達的,WRKY類轉(zhuǎn)錄因子的8條基因均出現(xiàn)下調(diào)表達,而b ZIP類轉(zhuǎn)錄因子的2條基因都發(fā)生上調(diào)表達。它們的作用機理以及是否參與了抗旱調(diào)控,還需要進一步的試驗驗證。
【圖文】：

對干旱的耐受性更強。分別于脅迫處理開始時和結(jié)束后測定所有植株的株高，以株高差值作為脅迫期間的莖的生長量。從圖3-1中可以看出，白沙蒿的莖增長量隨著水分脅迫的加劇而下降，對照組黑沙蒿也呈現(xiàn)同樣的趨勢。白沙蒿莖增長量值在對照（CK）、中度水分脅迫（M）、重度水分脅迫（S）間呈現(xiàn)逐次顯著性下降（P<0.05），CK 處理組是 S 處理組值的 3.26 倍，，水分進一步下降的 SS 處理與 S 處理差異不大，表現(xiàn)出重度脅迫已經(jīng)嚴重影響了白沙蒿的生長，平均增長量不足 1cm。黑沙蒿的莖生長量在中度脅迫（M）時也明顯下降，但之后差異不顯著。對于同種處理下的兩種植物，在 CK 和 M 兩個處理中，白沙蒿的莖生長量顯著大于黑沙蒿，但其余兩個處理組差異不大。說明水分嚴重虧缺顯著抑制兩種植物的生長

3-2 不同水分脅迫對葉片相對含水量的影響ct of different water stress on leaf relative watercontent透性的變化時，透性增加，電解質(zhì)會發(fā)生外泄，可由植物的中可以發(fā)現(xiàn)，兩種植物的相對電導(dǎo)率隨著土壤水水分脅迫的加劇，白沙蒿的相對電導(dǎo)率雖上升，在 SS 處理下，相對電導(dǎo)率也僅比對照組上升了干旱脅迫處理下，白沙蒿的質(zhì)膜沒有受到過大的而黑沙蒿在 CK、M、S 處理下相對電導(dǎo)率的變著差異，但當水分虧缺處理進一步加�。⊿S），值比對照組增加 9.17%，增幅達到 60.17%，即%，相對電導(dǎo)率增加值也達到 8.29%，增幅為 51CK M S SS
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2;Q945.78

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本文編號：2584521