楊樹耐受鹽脅迫和日光紫外線-B輻射的生理與分子機制
發(fā)布時間:2021-05-28 08:54
土地鹽漬化和增強的日光紫外線-B輻射(UV-B,280-315nm)嚴(yán)重影響著全球的自然生態(tài)環(huán)境和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn),特別是在生態(tài)脆弱的干旱和半干旱地區(qū)。楊樹是世界上分布最廣也是適應(yīng)性最強的木本植物,新疆楊(Populus alba)和俄羅斯楊(Populus russkii)是廣泛分布于我國大西北地區(qū)的兩類楊屬樹種,這兩種楊樹對于鹽分脅迫的耐受性具有明顯差異。本研究以新疆楊和俄羅斯楊為材料,通過鹽脅迫處理、增強UV-B輻射以及UV-B&Salt復(fù)合脅迫處理研究了兩種楊樹的生理生化及分子響應(yīng)機制;同時本研究還利用水培條件進行高濃度的鹽分脅迫處理,研究了兩種楊樹的Na+/K+離子吸收轉(zhuǎn)運特性和基因通量表達差異以及其對鹽脅迫的一系列生理和分子適應(yīng)機制。本研究的主要結(jié)果如下:(1)鹽脅迫、UV-B輻射及UV-B&Salt復(fù)合脅迫均對兩種楊樹的光合作用系統(tǒng)和活性氧(ROS)代謝系統(tǒng)造成較大影響,如凈光合作用速率(Pn)、最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)及光合色素含量降低,熱耗散量子比率(Fo/Fm)增大;過氧化氫(H2O2)含量和丙二醛(MDA)...
【文章來源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:135 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 鹽脅迫的影響及植物應(yīng)對鹽脅迫的策略
1.1.1 土壤鹽漬化的范圍和影響
1.1.2 鹽脅迫對植物的危害
1.1.3 植物耐受鹽脅迫的生理和分子機制
1.2 紫外線-B輻射的影響及植物對UV-B的防御機制
1.2.1 紫外線 -B輻射的影響
1.2.2 植物對UV-B輻射增強的響應(yīng)機制
1.3 楊樹耐受鹽脅迫和UV-B輻射的研究進展
1.3.1 楊樹耐受鹽脅迫的研究進展
1.3.2 植物耐受紫外線 -B輻射的研究進展
1.4 本研究的意義及創(chuàng)新點
1.4.1 本研究的目的和意義
1.4.2 本研究的創(chuàng)新之處
1.5 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.5.1 主要研究內(nèi)容
1.5.2 技術(shù)路線
第二章 鹽脅迫和紫外線-B輻射對楊樹光合生理及抗氧化防御系統(tǒng)的影響
2.1 材料與方法
2.1.1 植物材料及培養(yǎng)
2.1.2 材料處理方法
2.1.3 實驗藥品、試劑及儀器設(shè)備
2.1.4 光合生理的測定方法
2.1.5 抗逆性相關(guān)指標(biāo)的測定
2.1.6 抗氧化系統(tǒng)酶活性測定
2.1.7 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的測定
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹光合生理的影響
2.2.2 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹膜脂過氧化產(chǎn)物及活性氧的影響
2.2.3 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹抗氧化酶系統(tǒng)的影響
2.2.4 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響
2.3 討論
2.3.1 楊樹對鹽脅迫和UV-B輻射的光合生理響應(yīng)
2.3.2 楊樹抗氧化防御系統(tǒng)對鹽脅迫和UV-B輻射的響應(yīng)
2.4 小結(jié)
第三章 新疆楊對鹽脅迫和紫外線-B輻射的分子響應(yīng)機制
3.1 材料與方法
3.1.1 植物材料及處理方法
3.1.2 實驗藥品、試劑及儀器設(shè)備
3.1.3 基因表達的分析方法
3.1.4 苯丙烷代謝產(chǎn)物含量的測定
3.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對新疆楊UV-B信號途徑基因表達的影響
3.2.2 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對新疆楊苯丙烷代謝基因表達的影響
3.2.3 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對新疆楊DNA損傷修復(fù)基因表達的影響
3.2.4 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對新疆楊DNA損傷程度的分析
3.2.5 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對兩種楊樹苯丙烷代謝產(chǎn)物的影響
3.3 討論
3.3.1 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹UV-B信號途徑和DNA損傷修復(fù)基因的影響
3.3.2 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹苯丙烷代謝產(chǎn)物及其關(guān)鍵基因的影響
3.4 小結(jié)
第四章 鹽脅迫下兩種楊樹Na~+、K~+吸收轉(zhuǎn)運的藥理學(xué)分析
4.1 材料與方法
4.1.1 植物材料及培養(yǎng)
4.1.2 材料處理方法
4.1.3 實驗藥品、試劑及儀器設(shè)備
4.1.4 楊樹組織中Na~+、K~+離子含量的測定
4.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 鹽脅迫下兩種楊樹組織中鹽離子的吸收分布特征
4.2.2 兩種楊樹Na~+、K~+低親和性吸收系統(tǒng)的藥理學(xué)分析
4.3 討論
4.3.1 鹽脅迫對兩種楊樹組織中鹽離子的積累和分布的影響
4.3.2 兩種楊樹在鹽脅迫下對Na~+、K~+低親和性吸收的藥理學(xué)分析
4.4 小結(jié)
第五章 鹽脅迫下兩種楊樹基因表達譜分析及生理響應(yīng)機制
5.1 材料與方法
5.1.1 植物材料及培養(yǎng)
5.1.2 材料處理方法
5.1.3 實驗藥品、試劑及儀器設(shè)備
5.1.4 楊樹組織中總RNA的提取
5.1.5 楊樹RNA-seq測序及基因表達譜分析
5.1.6 楊樹組織中Na~+、K~+離子含量的測定
5.1.7 抗氧化系統(tǒng)酶活性的測定
5.1.8 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的測定
5.1.9 數(shù)據(jù)處理與分析
5.2 結(jié)果與分析
5.2.1 鹽脅迫下兩種楊樹葉片組織中Na~+、K~+離子的吸收特性
5.2.2 兩種楊樹抗氧化防御系統(tǒng)對鹽脅迫的響應(yīng)
5.2.3 鹽脅迫下兩種楊樹根部基因表達譜分析
5.2.4 兩種楊樹在鹽脅迫下介導(dǎo)Na~+、K~+離子轉(zhuǎn)運基因的表達分析
5.3 討論
5.3.1 鹽脅迫對兩個不同楊樹種造成的影響
5.3.2 楊樹對鹽脅迫的生理生化及分子響應(yīng)
5.3.3 鹽脅迫下兩種楊樹根部基因表達譜分析
5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.1.1 楊樹在UV-B輻射和鹽脅迫下的抗逆耐受機制
6.1.2 兩種楊樹對于鹽分脅迫的生理及分子響應(yīng)機制
6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]葉綠素延遲熒光的發(fā)生及其在光合作用研究中的應(yīng)用[J]. 楊程,李鵬民,張子山,Vasilij Goltsev,高輝遠(yuǎn). 植物生理學(xué)報. 2013(12)
[2]O3濃度升高和UV-B輻射增強對大豆葉片葉綠素含量和活性氧代謝的影響[J]. 趙天宏,劉軼鷗,王巖,劉波,趙藝欣,曹瑩. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2013(05)
[3]鹽堿地改良利用技術(shù)研究進展[J]. 馬晨,馬履一,劉太祥,左海軍,張博,劉寅. 世界林業(yè)研究. 2010(02)
[4]He-Ne激光輻照與UV-B輻射對小麥幼苗細(xì)胞器中Na+/K+-ATP酶活性的影響[J]. 張娟,韓榕. 植物學(xué)報. 2009(04)
[5]土壤鹽漬化及其治理措施研究綜述[J]. 買買提·阿扎提,艾力克木·卡德爾,吐爾遜·哈斯木. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2008(05)
[6]快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)分析在光合作用研究中的應(yīng)用[J]. 李鵬民,高輝遠(yuǎn),Reto J.Strasser. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報. 2005(06)
[7]鹽度對互花米草生長及脯氨酸、可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的影響[J]. 肖強,鄭海雷,陳瑤,黃偉濱,朱珠. 生態(tài)學(xué)雜志. 2005(04)
[8]植物的鹽害和抗鹽性[J]. 楊月紅,孫慶艷,沈浩. 生物學(xué)教學(xué). 2002(11)
[9]增強紫外B輻射對植物及生態(tài)系統(tǒng)影響研究的發(fā)展趨勢[J]. 王勛陵. 西北植物學(xué)報. 2002(03)
[10]鹽脅迫條件下楊樹鹽分與甜菜堿及糖類物質(zhì)變化[J]. 陳少良,李金克,畢望富,王沙生. 植物學(xué)通報. 2001(05)
博士論文
[1]鹽脅迫下擬南芥低親和性Na+吸收途徑及其體內(nèi)Na+、K+穩(wěn)態(tài)平衡的研究[D]. 王茜.蘭州大學(xué) 2014
[2]胡楊響應(yīng)鹽脅迫與離子平衡調(diào)控信號網(wǎng)絡(luò)研究[D]. 孫健.北京林業(yè)大學(xué) 2011
[3]小麥根系非選擇性陽離子通道(NSCCs)在鉀離子跨膜轉(zhuǎn)移的地位和作用[D]. 王玉倩.揚州大學(xué) 2010
本文編號:3207954
【文章來源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:135 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 鹽脅迫的影響及植物應(yīng)對鹽脅迫的策略
1.1.1 土壤鹽漬化的范圍和影響
1.1.2 鹽脅迫對植物的危害
1.1.3 植物耐受鹽脅迫的生理和分子機制
1.2 紫外線-B輻射的影響及植物對UV-B的防御機制
1.2.1 紫外線 -B輻射的影響
1.2.2 植物對UV-B輻射增強的響應(yīng)機制
1.3 楊樹耐受鹽脅迫和UV-B輻射的研究進展
1.3.1 楊樹耐受鹽脅迫的研究進展
1.3.2 植物耐受紫外線 -B輻射的研究進展
1.4 本研究的意義及創(chuàng)新點
1.4.1 本研究的目的和意義
1.4.2 本研究的創(chuàng)新之處
1.5 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.5.1 主要研究內(nèi)容
1.5.2 技術(shù)路線
第二章 鹽脅迫和紫外線-B輻射對楊樹光合生理及抗氧化防御系統(tǒng)的影響
2.1 材料與方法
2.1.1 植物材料及培養(yǎng)
2.1.2 材料處理方法
2.1.3 實驗藥品、試劑及儀器設(shè)備
2.1.4 光合生理的測定方法
2.1.5 抗逆性相關(guān)指標(biāo)的測定
2.1.6 抗氧化系統(tǒng)酶活性測定
2.1.7 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的測定
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹光合生理的影響
2.2.2 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹膜脂過氧化產(chǎn)物及活性氧的影響
2.2.3 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹抗氧化酶系統(tǒng)的影響
2.2.4 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響
2.3 討論
2.3.1 楊樹對鹽脅迫和UV-B輻射的光合生理響應(yīng)
2.3.2 楊樹抗氧化防御系統(tǒng)對鹽脅迫和UV-B輻射的響應(yīng)
2.4 小結(jié)
第三章 新疆楊對鹽脅迫和紫外線-B輻射的分子響應(yīng)機制
3.1 材料與方法
3.1.1 植物材料及處理方法
3.1.2 實驗藥品、試劑及儀器設(shè)備
3.1.3 基因表達的分析方法
3.1.4 苯丙烷代謝產(chǎn)物含量的測定
3.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對新疆楊UV-B信號途徑基因表達的影響
3.2.2 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對新疆楊苯丙烷代謝基因表達的影響
3.2.3 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對新疆楊DNA損傷修復(fù)基因表達的影響
3.2.4 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對新疆楊DNA損傷程度的分析
3.2.5 鹽脅迫和紫外線 -B輻射對兩種楊樹苯丙烷代謝產(chǎn)物的影響
3.3 討論
3.3.1 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹UV-B信號途徑和DNA損傷修復(fù)基因的影響
3.3.2 鹽脅迫和UV- B輻射對楊樹苯丙烷代謝產(chǎn)物及其關(guān)鍵基因的影響
3.4 小結(jié)
第四章 鹽脅迫下兩種楊樹Na~+、K~+吸收轉(zhuǎn)運的藥理學(xué)分析
4.1 材料與方法
4.1.1 植物材料及培養(yǎng)
4.1.2 材料處理方法
4.1.3 實驗藥品、試劑及儀器設(shè)備
4.1.4 楊樹組織中Na~+、K~+離子含量的測定
4.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 鹽脅迫下兩種楊樹組織中鹽離子的吸收分布特征
4.2.2 兩種楊樹Na~+、K~+低親和性吸收系統(tǒng)的藥理學(xué)分析
4.3 討論
4.3.1 鹽脅迫對兩種楊樹組織中鹽離子的積累和分布的影響
4.3.2 兩種楊樹在鹽脅迫下對Na~+、K~+低親和性吸收的藥理學(xué)分析
4.4 小結(jié)
第五章 鹽脅迫下兩種楊樹基因表達譜分析及生理響應(yīng)機制
5.1 材料與方法
5.1.1 植物材料及培養(yǎng)
5.1.2 材料處理方法
5.1.3 實驗藥品、試劑及儀器設(shè)備
5.1.4 楊樹組織中總RNA的提取
5.1.5 楊樹RNA-seq測序及基因表達譜分析
5.1.6 楊樹組織中Na~+、K~+離子含量的測定
5.1.7 抗氧化系統(tǒng)酶活性的測定
5.1.8 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的測定
5.1.9 數(shù)據(jù)處理與分析
5.2 結(jié)果與分析
5.2.1 鹽脅迫下兩種楊樹葉片組織中Na~+、K~+離子的吸收特性
5.2.2 兩種楊樹抗氧化防御系統(tǒng)對鹽脅迫的響應(yīng)
5.2.3 鹽脅迫下兩種楊樹根部基因表達譜分析
5.2.4 兩種楊樹在鹽脅迫下介導(dǎo)Na~+、K~+離子轉(zhuǎn)運基因的表達分析
5.3 討論
5.3.1 鹽脅迫對兩個不同楊樹種造成的影響
5.3.2 楊樹對鹽脅迫的生理生化及分子響應(yīng)
5.3.3 鹽脅迫下兩種楊樹根部基因表達譜分析
5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.1.1 楊樹在UV-B輻射和鹽脅迫下的抗逆耐受機制
6.1.2 兩種楊樹對于鹽分脅迫的生理及分子響應(yīng)機制
6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]葉綠素延遲熒光的發(fā)生及其在光合作用研究中的應(yīng)用[J]. 楊程,李鵬民,張子山,Vasilij Goltsev,高輝遠(yuǎn). 植物生理學(xué)報. 2013(12)
[2]O3濃度升高和UV-B輻射增強對大豆葉片葉綠素含量和活性氧代謝的影響[J]. 趙天宏,劉軼鷗,王巖,劉波,趙藝欣,曹瑩. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2013(05)
[3]鹽堿地改良利用技術(shù)研究進展[J]. 馬晨,馬履一,劉太祥,左海軍,張博,劉寅. 世界林業(yè)研究. 2010(02)
[4]He-Ne激光輻照與UV-B輻射對小麥幼苗細(xì)胞器中Na+/K+-ATP酶活性的影響[J]. 張娟,韓榕. 植物學(xué)報. 2009(04)
[5]土壤鹽漬化及其治理措施研究綜述[J]. 買買提·阿扎提,艾力克木·卡德爾,吐爾遜·哈斯木. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2008(05)
[6]快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)分析在光合作用研究中的應(yīng)用[J]. 李鵬民,高輝遠(yuǎn),Reto J.Strasser. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報. 2005(06)
[7]鹽度對互花米草生長及脯氨酸、可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的影響[J]. 肖強,鄭海雷,陳瑤,黃偉濱,朱珠. 生態(tài)學(xué)雜志. 2005(04)
[8]植物的鹽害和抗鹽性[J]. 楊月紅,孫慶艷,沈浩. 生物學(xué)教學(xué). 2002(11)
[9]增強紫外B輻射對植物及生態(tài)系統(tǒng)影響研究的發(fā)展趨勢[J]. 王勛陵. 西北植物學(xué)報. 2002(03)
[10]鹽脅迫條件下楊樹鹽分與甜菜堿及糖類物質(zhì)變化[J]. 陳少良,李金克,畢望富,王沙生. 植物學(xué)通報. 2001(05)
博士論文
[1]鹽脅迫下擬南芥低親和性Na+吸收途徑及其體內(nèi)Na+、K+穩(wěn)態(tài)平衡的研究[D]. 王茜.蘭州大學(xué) 2014
[2]胡楊響應(yīng)鹽脅迫與離子平衡調(diào)控信號網(wǎng)絡(luò)研究[D]. 孫健.北京林業(yè)大學(xué) 2011
[3]小麥根系非選擇性陽離子通道(NSCCs)在鉀離子跨膜轉(zhuǎn)移的地位和作用[D]. 王玉倩.揚州大學(xué) 2010
本文編號:3207954
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