【摘要】：干旱脅迫是造成經(jīng)濟(jì)作物減產(chǎn)的主要非生物脅迫之一。桑樹(shù)是繭絲綢產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ),在其生命周期中會(huì)遭受干旱脅迫的影響而造成減產(chǎn)。隨著“東桑西移”的不斷推進(jìn),選育抗旱性更強(qiáng)的桑樹(shù)品種成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。我國(guó)桑樹(shù)種質(zhì)資源豐富,不同品種桑樹(shù)的抗旱性具有較大的差異,但其響應(yīng)干旱脅迫的生理和轉(zhuǎn)錄水平機(jī)制還不清楚。本研究首先分析了云果桑1號(hào)、湖桑32號(hào)、遼魯11號(hào)、吳堡桑、湘7920、育711以及云桑2號(hào)等七個(gè)種源地不同的實(shí)用桑樹(shù)品種莖和葉柄的木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu)特征,以探明桑樹(shù)木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu)與水分利用的關(guān)系;隨后以木質(zhì)部解剖特征差異較大的吳堡桑、育711并補(bǔ)充與育711同為魯桑種的7307作補(bǔ)充驗(yàn)證,比較分析土壤干旱脅迫下三個(gè)品種桑樹(shù)莖韌皮部及莖木質(zhì)部組織的生理變化和水孔蛋白表達(dá)豐度差異,以揭示參與調(diào)控桑樹(shù)抗旱性的分子生理因子。主要研究結(jié)果如下:1.對(duì)育711等七個(gè)實(shí)用桑樹(shù)品種進(jìn)行葉柄和莖木質(zhì)部解剖發(fā)現(xiàn),吳堡桑莖木質(zhì)部導(dǎo)管分子呈細(xì)窄型,該結(jié)構(gòu)有利于抵抗干旱誘導(dǎo)的導(dǎo)管栓塞,維持較高效的長(zhǎng)距離水分運(yùn)輸;而其葉柄維管束木質(zhì)部導(dǎo)管分子為長(zhǎng)寬型,更有利于實(shí)現(xiàn)葉柄中水分的短距離快速運(yùn)輸。這些結(jié)果表明吳堡桑的抗栓塞能力較強(qiáng),抗旱性相對(duì)較強(qiáng)。育711具有較小的莖木質(zhì)部導(dǎo)管孔腔直徑和導(dǎo)管孔腔面積從而導(dǎo)致其水率較低,而遼魯11號(hào)的莖木質(zhì)部導(dǎo)管密度和葉柄維管束面積占比最小,故其導(dǎo)水率同樣較低。此外,遼魯11號(hào)與育711的纖維分子較短,纖維細(xì)胞壁厚度較小,厚角組織較薄,推測(cè)它們可能在干旱脅迫下更易發(fā)生萎蔫,二者的抗旱性可能相對(duì)較弱。2.吳堡桑、育711和7307在土壤干旱脅迫下,隨著脅迫程度的加重,三個(gè)品種桑樹(shù)莖韌皮部和莖木質(zhì)部組織中的含水量總體呈下降趨勢(shì),可溶性糖、可溶性蛋白以及游離脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物呈上升趨勢(shì),膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物MDA、活性氧H_2O_2和O_2~(·-)的含量變化趨勢(shì)不顯著。干旱脅迫初期,吳堡桑莖韌皮部組織中類胡蘿卜素含量顯著升高,7307莖韌皮部及莖木質(zhì)部組織中的脯氨酸較吳堡桑和育711最先對(duì)脅迫做出應(yīng)答反應(yīng),吳堡桑和育711木質(zhì)部受膜脂過(guò)氧化損傷較7307小,吳堡桑木質(zhì)部抗氧化酶活性較育711和7307更為穩(wěn)定,故推斷三者的三月齡幼苗的抗旱性由強(qiáng)到弱依次為:吳堡桑、育711、7307。3.對(duì)干旱脅迫下的吳堡桑、育711和7307進(jìn)行水孔蛋白表達(dá)量分析發(fā)現(xiàn),育711莖韌皮部組織中質(zhì)膜水孔蛋白變化趨勢(shì)總體較吳堡桑和7307明顯,故推測(cè)育711質(zhì)膜水孔蛋白對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)可能更為敏感,更易于通過(guò)PIPs轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)桑樹(shù)木質(zhì)部的水分轉(zhuǎn)運(yùn)。不同水孔蛋白基因?qū)Ω珊得{迫的響應(yīng)有所不同,吳堡桑和7307木質(zhì)部質(zhì)膜水孔蛋白PIP1;2、PIP2;1以及PIP2;4基因表達(dá)量總體上調(diào),而PIP1;3和PIP2;3則表現(xiàn)為下調(diào)。此外,同一質(zhì)膜水孔蛋白在不同組織中的響應(yīng)也不同,莖韌皮部組織中質(zhì)膜水孔蛋白PIP1;1基因的表達(dá)量隨脅迫程度的加深持續(xù)上調(diào),而在莖木質(zhì)部組織中則表現(xiàn)為持續(xù)下調(diào),暗示不同水孔蛋白可能在不同組織細(xì)胞間的水分轉(zhuǎn)運(yùn)中具有不同功能。
【圖文】：

A-G 分別為 40 倍物鏡下云果桑 1 號(hào)、湖桑 32 號(hào)、遼魯 11 號(hào)、吳堡桑、湘 7920、育 711 以及云桑 2 號(hào)的導(dǎo)te：A-G stands for the vessel elements in Yunguosang 1, Husang 32, Liaolu 11; Wubusang, Xiang 7920, Yu711 andnsang 2 under 40 times objective lens.圖 1.2 七個(gè)品種桑樹(shù)莖木質(zhì)部導(dǎo)管解剖結(jié)構(gòu)Fig. 1.2 Anatomical structure on the vessel lumen of xylem of stem in seven mulberry varietiesA-G 分別為 40 倍物鏡下云果桑 1 號(hào)、湖桑 32 號(hào)、遼魯 11 號(hào)、吳堡桑、湘 7920、育 711 以及云桑 2 號(hào)的面。Wr（wood ray）：木射線；Xy（xylem）：木質(zhì)部；V（vessel）：導(dǎo)管。標(biāo)尺長(zhǎng)度為 0.4 mm。

-G 分別為 40 倍物鏡下云果桑 1 號(hào)、湖桑 32 號(hào)、遼魯 11 號(hào)、吳堡桑、湘 7920、育 711 以及云桑 2 號(hào)A-G stands for the vessel elements in Yunguosang 1, Husang 32, Liaolu 11; Wubusang, Xiang 7920, Yu711ng 2 under 40 times objective lens.圖 1.4 七個(gè)品種桑樹(shù)莖木質(zhì)部纖維解剖結(jié)構(gòu)ig. 1.4 Anatomical structure on the vessel lumen of fiber from stem of seven mulberry varie通過(guò)比較分析七個(gè)品種桑樹(shù)莖木質(zhì)部組織各個(gè)結(jié)構(gòu)間的差異發(fā)現(xiàn)，云果桑 桑的莖木質(zhì)部半徑最細(xì)，分別為 1.51 mm ± 0.03 mm、1.62 mm ± 0.05 mm，和云桑 2 號(hào)最粗，分別為 2.33 mm ± 0.08 mm、2.26 mm ± 0.15 mm（表 1）云果桑1號(hào)莖木質(zhì)部半徑較細(xì)是由于其髓結(jié)構(gòu)較小造成的，其髓半徑僅為0.4 mm，而吳堡桑則是因?yàn)槠淠举|(zhì)部結(jié)構(gòu)較小，僅為 0.64 mm ± 0.09 mm（表 32 號(hào)的髓結(jié)構(gòu)較大，約為 1.13 mm ± 0.01 mm，由此增加了該品種的莖粗，的木質(zhì)部長(zhǎng)度顯著高于其它六個(gè)品種（P=0.00），約為 1.44 mm ± 0.04 mm（的，從面積比來(lái)看，木質(zhì)部最大的云桑 2 號(hào)，其木質(zhì)部面積占比也最大，，為，但髓面積占比和導(dǎo)管面積占比顯著低于另外六個(gè)桑樹(shù)品種，分別占總面積的.023。木質(zhì)部最小的吳堡桑，其木質(zhì)部面積占比也最小，約為 0.54 ± 0.04，但
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S888.2

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