本文關(guān)鍵詞：干旱脅迫下蒲公英生理響應(yīng)與質(zhì)膜水孔蛋白基因表達(dá)

  更多相關(guān)文章： 蒲公英 干旱脅迫 生理響應(yīng) 質(zhì)膜水孔蛋白

【摘要】：蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.),為菊科多年生草本植物,具有十分重要的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。近年來隨著人們對(duì)野菜的青睞,特別是像蒲公英這樣具有食療功能的野生蔬菜,已廣泛引起醫(yī)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)方面專家的重視,隨著全球氣候變暖,干旱逆境問題日趨嚴(yán)重。干旱逆境成為限制植物生長(zhǎng),降低作物產(chǎn)量的主要問題之一[2];本研究以蒲公英作為研究對(duì)象,設(shè)置3個(gè)土壤含水量水平(相對(duì)含水量),分別為充分供水(CK,RWC=90%±5%)、中度脅迫(MS,RWC=75±5%)、重度脅迫(SS,RWC=50±5%),持續(xù)進(jìn)行9d干旱脅迫,同時(shí)第9d后進(jìn)行復(fù)水,復(fù)水后第7d進(jìn)行復(fù)水指標(biāo)測(cè)定,對(duì)蒲公英生理及分子機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)研究,主要結(jié)果如下：(1)中度脅迫下,蒲公英根系活力隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增大,重度脅迫蒲公英根系活力水時(shí)間延長(zhǎng)先增大后減小。并在重度脅迫第6d時(shí)達(dá)到峰值,高于這一水平,根系活力減小,根冠比增加。復(fù)水后根系活力恢復(fù)正常水平。脅迫對(duì)根系生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用,脅迫后的復(fù)水,會(huì)使蒲公英根系獲得補(bǔ)償效應(yīng),能夠更快的恢復(fù)正常狀態(tài)。根冠比復(fù)水后不顯著下降,葉片依然存在鋸齒狀邊緣,證明干旱對(duì)葉片的影響較大,雖然對(duì)生理狀態(tài)沒有造成嚴(yán)重破壞,但是葉片較難恢復(fù)至正常狀態(tài),影響蒲公英可食用部分價(jià)值。(2)干旱脅迫下,蒲公英SOD、POD、CAT活性呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì),峰值出現(xiàn)在MS第9d,SS第6d。復(fù)水后MS恢復(fù)正常水平。活性氧清除系統(tǒng)能夠在受到脅迫后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持平衡,植物不容易受到過氧化物的損害。在復(fù)水后重度脅迫維持較高值,中度脅迫恢復(fù)至未受到脅迫狀態(tài)。隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)和脅迫程度的增大,蒲公英脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白均出現(xiàn)不同程度的上升。復(fù)水后均高于對(duì)照組。(3)隨著干旱脅迫時(shí)間增加,蒲公英葉綠素a、b含量持續(xù)增加,葉綠素a、b之間的比值也發(fā)生復(fù)雜變化。在脅迫第9d,MS/SS葉綠素a、b含量高于CK,增加了葉片的光合能力,但是總?cè)~綠素含量低于CK,有可能總?cè)~綠素含量具有一定的滯后性。復(fù)水后葉綠素a、總?cè)~綠素沒有變化,只有葉綠素b出現(xiàn)了一定的補(bǔ)償效應(yīng)。(4)Fo的變化趨勢(shì)與葉綠素a相近,推測(cè)這種相關(guān)性這可能與逆境脅迫類型和植物種類有關(guān)。蒲公英在受到中度脅迫時(shí)PSⅡ受到影響,隨著時(shí)間增加PSⅡ潛在活性中心受到破壞。重度脅迫下PSⅡ潛在活性中心在第6d時(shí)開始受到破壞,熱耗散升高,光合機(jī)構(gòu)損壞,使蒲公英葉片將所捕獲的光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的能力漸弱。(5)對(duì)照組Pn維持穩(wěn)定,SS與MS隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。并且SS下降趨勢(shì)遠(yuǎn)大于MS,復(fù)水后出現(xiàn)了上升的情況,可見有著一定的補(bǔ)償效應(yīng)。氣孔導(dǎo)度呈現(xiàn)不規(guī)律的變化,但是當(dāng)Gs值處于低點(diǎn)時(shí),蒸騰速率同樣也是處于低點(diǎn),可見兩者之間具有一定復(fù)雜的關(guān)系。Tr蒸騰速率與脅迫時(shí)間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,脅迫時(shí)間越長(zhǎng),蒸騰速率越低,植株利用降低蒸騰速率控制水分蒸發(fā),減少根系壓力。復(fù)水后MS與SS上升至CK水平,也證明了植株在脅迫過程中沒有受到嚴(yán)重的破壞。(6)隨著脅迫濃度增大,CCP與CSP增大,Amax減小,Rp減小,初始羧化效率降低,可見受到干旱脅迫后,蒲公英光和能力減弱,CCP的上升則體現(xiàn)干旱脅迫越嚴(yán)重,植株消耗越嚴(yán)重,與葉片干物質(zhì)降低有著一致的表現(xiàn)。復(fù)水后SS、MS最大凈光合速率沒有上升,CCP與CSP也維持在同樣的水平,復(fù)水后具有補(bǔ)償效應(yīng)。(7)受到脅迫后,PIP2-3相對(duì)表達(dá)量與對(duì)照組相比顯著上升。但是MS組表達(dá)量顯著高于SS組,可見在一定程度的干旱脅迫下,蒲公英PIP2-3有很好的表達(dá),能夠通過提高質(zhì)膜水孔蛋白含量與活性,增加水分交換,減輕干旱對(duì)植株的影響,而受到嚴(yán)重干旱時(shí),可能其活性受到抑制。復(fù)水后都恢復(fù)至CK水平,可見在復(fù)水后,干旱對(duì)蒲公英的影響得到了緩解,蒲公英質(zhì)膜水孔蛋白活性降低。
【關(guān)鍵詞】：蒲公英 干旱脅迫 生理響應(yīng) 質(zhì)膜水孔蛋白
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S647
【目錄】：

• 縮略詞4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 前言12
• 2 文獻(xiàn)綜述12-18
• 2.1 作物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)12-15
• 2.1.1 生長(zhǎng)形態(tài)特征的響應(yīng)12-13
• 2.1.2 生理生化特征的響應(yīng)13-14
• 2.1.2.1 溶質(zhì)積累的響應(yīng)13
• 2.1.2.2 保護(hù)酶系統(tǒng)的響應(yīng)13-14
• 2.1.2.4 光合作用的響應(yīng)14
• 2.1.3 水孔蛋白的響應(yīng)14-15
• 2.2 干旱脅迫后復(fù)水效應(yīng)的研究現(xiàn)狀15-17
• 2.2.1 補(bǔ)償效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)制16-17
• 2.2.1.1 根系調(diào)節(jié)機(jī)制16
• 2.2.1.2 滲透調(diào)節(jié)機(jī)制16-17
• 2.2.1.3 光合調(diào)節(jié)機(jī)制17
• 2.3 作物補(bǔ)償效應(yīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用17-18
• 2.4 選題意義18
• 3. 材料與方法18-24
• 3.1 試驗(yàn)材料18
• 3.1.1 供試植物18
• 3.1.2 供試基質(zhì)18
• 3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)18-19
• 3.2.1 干旱脅迫處理19
• 3.3 試驗(yàn)方法19-24
• 3.3.1 根冠比測(cè)定19
• 3.3.2 葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定19-20
• 3.3.3 光合響應(yīng)相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定20
• 3.3.4 膜質(zhì)滲透相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定20
• 3.3.5 活性氧清除系統(tǒng)相關(guān)酶的測(cè)定20-21
• 3.3.6 葉綠素含量的測(cè)定21
• 3.3.7 根系活力21
• 3.3.8 質(zhì)膜水孔蛋白PIP2-321-24
• 3.3.8.1 蒲公英PIP2-3基因的克隆策略21
• 3.3.8.2 RNA的提取和第一鏈cDNA的合成21-22
• 3.3.8.3 PIP2-3基因的擴(kuò)增22
• 3.3.8.4 PCR產(chǎn)物的純化22
• 3.3.8.5 基因的克隆22-23
• 3.3.8.6 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析23-24
• 3.4 數(shù)據(jù)處理24
• 4. 結(jié)果與分析24-37
• 4.1 干旱脅迫下對(duì)蒲公英植株生長(zhǎng)的影響24-26
• 4.1.1 根冠比的影響24-25
• 4.1.2 根系活力的影響25-26
• 4.2 干旱脅迫與復(fù)水對(duì)蒲公英溶質(zhì)積累的影響26-28
• 4.2.1 可溶性糖含量的影響26
• 4.2.2 可溶性蛋白含量的影響26-27
• 4.2.3 脯氨酸含量的影響27
• 4.2.4 電導(dǎo)率的影響27-28
• 4.3 干旱脅迫與復(fù)水對(duì)蒲公英保護(hù)酶系統(tǒng)的響應(yīng)28-29
• 4.3.1 SOD、POD、CAT活性的影響28-29
• 4.4 干旱脅迫與復(fù)水對(duì)蒲公英熒光參數(shù)的響應(yīng)29-32
• 4.4.1 Fo、Fm、Fv/Fo、Fv/Fm的影響29-31
• 4.4.2 Y(Ⅱ)、NPQ的影響31
• 4.4.3 葉綠素的影響31-32
• 4.5 干旱脅迫與復(fù)水對(duì)蒲公英光合參數(shù)的響應(yīng)32-35
• 4.5.1 光合速率與氣體交換的響應(yīng)32-34
• 4.5.2 CO_2響應(yīng)曲線的影響34-35
• 4.6 干旱脅迫與復(fù)水對(duì)蒲公英質(zhì)膜水孔蛋白PIP2-3的響應(yīng)35-37
• 4.6.1 蒲公英PIP2-3基因中間片段的克隆35-36
• 4.6.2 蒲公英PIP2-3基因中間片段的序列測(cè)定與分析36-37
• 4.6.3 蒲公英PIP2-3基因的誘導(dǎo)表達(dá)37
• 5. 討論37-41
• 5.1 蒲公英的耐旱生理機(jī)制37-41
• 5.1.1 干旱脅迫下蒲公英根系活力與生長(zhǎng)的關(guān)系37-38
• 5.1.2 干旱脅迫下蒲公英抗氧化系統(tǒng)的變化38
• 5.1.3 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與蒲公英耐旱性的關(guān)系38-39
• 5.1.4 葉綠素?zé)晒鈪?shù)與蒲公英抗旱性的關(guān)系39-40
• 5.1.5 CO_2響應(yīng)曲線與蒲公英抗旱性的關(guān)系40
• 5.1.6 PIP2-3表達(dá)量與蒲公英抗旱性的關(guān)系40-41
• 5.2 蒲公英的復(fù)水恢復(fù)能力評(píng)價(jià)41
• 6. 結(jié)論41-43
• 參考文獻(xiàn)43-48
• 致謝48

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本文編號(hào)：971158