【摘要】：部分根區(qū)灌溉(PRD)是最近提出的一種有效的節(jié)水灌溉方式。理解水分脅迫相關(guān)基因?qū)Σ煌鶇^(qū)干旱的響應(yīng)對(duì)制定節(jié)水灌溉制度有重要指導(dǎo)意義。本研究采用具有分根系統(tǒng)的平邑甜茶(Malus hupehensis)苗作為材料,研究了水分虧缺脅迫下,不同根區(qū)灌溉方式對(duì)植株生理生化及8個(gè)干旱脅迫相關(guān)因表達(dá)的影響。設(shè)置4個(gè)處理,即:(1)對(duì)照處理CK(灌溉量為100%蒸發(fā)量);(2)交替分根灌溉APRD(灌溉量為50%的蒸散量);(3)虧缺灌溉DI(灌溉量為50%的蒸散量);(4)固定分根灌溉FPRD(灌溉量為50%的蒸散量,干旱盆為FPRDd,灌溉盆為FPRDw)。研究主要結(jié)果如下:(1)與CK相比,三種干旱脅迫灌溉處理植株的光合作用(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、黎明前葉水勢(shì)(Ψ_(leaf))和蒸發(fā)量均顯著下降。相關(guān)性研究顯示Gs與Ψ_(leaf)存在顯著正相關(guān)關(guān)系,Gs與土壤含水量(V_θ)之間也呈顯著正相關(guān)性,說(shuō)明Gs的大小受干旱根區(qū)的V_θ影響較大。APRD植株的Pn、Gs、Tr和Ψ_(leaf)高于DI和FPRD,表明在灌溉量相同的情況下,APRD的灌溉方式使植株表現(xiàn)出了更好的生理水分狀態(tài)。(2)與CK相比,三種干旱脅迫處理植株產(chǎn)生的ABA均顯著升高。不同處理植株的ABA含量大小順序?yàn)槿~片:CKAPRDDIFPRD,根系:CKAPRDFPRDwDIFPDRd。葉片與根系中的ABA含量趨勢(shì)一致。IAA含量從小到大順序?yàn)?葉片中:DIFPRDAPRDCK,根系中:DIFPRDdFPRDw=CKAPRD。與DI和FPRD相比APRD保持相對(duì)較高的IAA含量和較低的ABA含量,表明APRD植株受到的干旱程度較輕,生長(zhǎng)相對(duì)較快。CK和FPRDw的根系GA含量(GA_(root))之間雖沒(méi)有顯著差異,但均顯著高于APRD和DI處理。根系中Zr含量(Zr_(root))在CK與FPRDw的含量顯著高于FPRDd、DI、APRD,而這三個(gè)盆根區(qū)的Zr_(root)之間沒(méi)有顯著差異。相關(guān)性分析結(jié)果表明,Gs和ABA_(leaf)濃度呈負(fù)相關(guān),V_θ與ABA_(leaf)呈負(fù)相關(guān)。ABA_(leaf)/Zr_(leaf)與Gs和Ψ_(leaf)具有明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。(3)本文所研究的8個(gè)基因在根系中的表達(dá)量顯著高于葉片。ABA合成關(guān)鍵酶基因MpNCED1和MpNCED2在根系中的表達(dá)量是葉片中表達(dá)量的上千倍,但ABA_(leaf)是ABA_(root)的3-7倍,這說(shuō)明ABA在根系中產(chǎn)生后運(yùn)輸?shù)搅巳~片。DI和FPRD處理植株葉片和根系中的MdCYP707A1和MdCYP707A2基因表達(dá)量顯著高于APRD與CK處理,表明ABA在DI和FPRD處理下的ABA代謝速率快。MpNCED2和MdCYP707A2的表達(dá)與ABA_(root)/Zr_(root)顯著相關(guān)。干旱脅迫處理后脫水素基因(MdDHN2和MdDHN5)在根系中的表達(dá)上調(diào),DI和FPRDd的根系基因表達(dá)水平顯著高于CK和APRD。脫水素基因分別在DI的葉片中和FPRDd的根系中的表達(dá)水平最高。APRD、FPRD和DI植株葉片和根系中的水孔蛋白基因MpPIP2;1表達(dá)水平之間有顯著差異,CK中的表達(dá)量最低。而另一個(gè)水孔蛋白基因MpTIP2;2的表達(dá)在各處理植株的根系中有顯著差別且三個(gè)干旱處理的MpTIP2;2基因表達(dá)顯著低于CK的MpTIP2;2基因表達(dá),表明MpPIP2;1和MpTIP2;2可能分別通過(guò)上調(diào)或下調(diào)基因表達(dá)的方式達(dá)到減少水分損失的目的。這些結(jié)果表明土壤水分異質(zhì)性誘導(dǎo)的因表達(dá)依賴于整個(gè)根區(qū)中水分虧缺的位置和強(qiáng)度。本研究表明APRD誘導(dǎo)了比較弱的基因響應(yīng),表明這是一種潛在的有效節(jié)水灌溉方式。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S661.1;S275

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 魏開(kāi)發(fā);賈文鎖;;ABA信號(hào)轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)的基因表達(dá)與源庫(kù)動(dòng)力學(xué)分析[J];云南植物研究;2009年04期

2 李茜茜;汪曉峰;;ABA分解代謝及其代謝關(guān)鍵酶—8′-羥化酶[J];廣西植物;2009年03期

3 阮想梅;李登弟;李學(xué)寶;;植物水孔蛋白的功能和調(diào)控[J];植物生理學(xué)通訊;2009年01期

4 宋磊;岳玉苓;狄方坤;魏欽平;高照全;張繼祥;;分根交替灌溉對(duì)桃樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育及水分利用效率的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2008年07期

5 張蓓;佘小平;張廣斌;孟朝妮;宋喜貴;;生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素對(duì)黑暗和ABA誘導(dǎo)蠶豆氣孔關(guān)閉的抑制效應(yīng)[J];作物學(xué)報(bào);2008年06期

6 張亞霞;郭西軍;陳國(guó)梁;;甘肅水資源現(xiàn)狀及其對(duì)策研究[J];發(fā)展;2008年01期

7 付長(zhǎng)江;;棉花在不同灌溉方式下的應(yīng)用分析[J];甘肅科技縱橫;2007年04期

8 吳普特;馮浩;牛文全;趙西寧;;現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與未來(lái)研發(fā)重點(diǎn)[J];中國(guó)工程科學(xué);2007年02期

9 張玉秀;王梓;;脫水蛋白在逆境下的分子作用機(jī)制研究進(jìn)展[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2007年01期

10 梁繼華;李伏生;唐梅;馮毅;;分根區(qū)交替灌溉對(duì)盆栽甜玉米水分及氮素利用的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2006年10期

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 康紹忠;;農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉：生態(tài)與科技聯(lián)姻[N];中國(guó)水利報(bào);2004年

本文編號(hào)：2760947