水稻（Oryza sativa L.）作為重要的糧食作物之一,占所有谷類作物種植面積的1/3。銨態(tài)氮（N-NH4+）和硝態(tài)氮（N-NO3-）是植物利用的兩種主要氮素形態(tài),水稻具有較強的銨態(tài)氮同化能力,銨態(tài)氮相對于硝態(tài)氮更有利于水稻的生長,一般認為水稻是典型的喜氨作物,但其中涉及的生理及分子機制并不清楚。本研究通過設置不同氮源與pH處理,確定了水稻在硝態(tài)氮下的生長抑制與根際pH升高有關。隨后從生理,代謝,轉(zhuǎn)錄水平分析了水稻在不同pH條件下H202和乙烯介導的信號途徑之間的關系,從而明確了這些因素綜合影響導致水稻對高pH敏感并導致缺鐵的原因。獲得的主要結(jié)論如下:1水稻喜氨與水稻適應酸性環(huán)境而對堿性環(huán)境敏感密切相關水稻是喜氨作物,單一硝態(tài)氮營養(yǎng)會導致水稻生長受到抑制,首先表現(xiàn)出地上部新生葉黃化和根系褐化,伴隨著大量的鐵錳氧化物沉積在根系表面,在pH 7.5的條件下水稻停止生長,地上部黃化。進一步研究發(fā)現(xiàn)控制硝態(tài)氮營養(yǎng)液中pH為5.5時,這種抑制現(xiàn)象消失并且水稻生長情況與在銨態(tài)氮中一致,這說明水稻不適應偏堿性的根際環(huán)境。同時我們調(diào)查了4種旱地植物（大麥,小麥,油菜,擬南芥）NH 4+和NO3-... 

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略詞表
1 文獻綜述
    1.1 水稻氮營養(yǎng)
        1.1.1 氮素形態(tài)對植物生長發(fā)育的影響
        1.1.2 氮素形態(tài)與離子平衡
        1.1.3 氮素形態(tài)改變介質(zhì)pH影響其它養(yǎng)分吸收
    1.2 高PH對植物生長發(fā)育的影響
        1.2.1 土壤pH與養(yǎng)分有效性
        1.2.2 土壤pH對植物生長的影響
        1.2.3 植物對高pH的適應機制
    1.3 植物鐵吸收機制
        1.3.1 機理Ⅰ植物的鐵吸收機制
        1.3.2 機理Ⅱ植物的鐵吸收機制
        1.3.3 植物響應缺鐵的信號調(diào)控
        1.3.4 植物響應缺鐵信號的激素與小分子物質(zhì)
    1.4 H_2O_2與逆境脅迫
        1.4.1 H_2O_2的生物代謝過程
        1.4.2 H_2O_2的信號作用
        1.4.3 H_2O_2的生理作用
    1.5 植物次生代謝與抗氧化脅迫
        1.5.1 次生代謝與非生物脅迫
        1.5.2 苯丙烷代謝
        1.5.3 酚類代謝物的生物活性
2 課題的研究背景、內(nèi)容和技術路線
    2.1 研究背景
    2.2 研究內(nèi)容
    2.3 技術路線
3 不同氮素形態(tài)與pH對作物生長及鐵營養(yǎng)的影響
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 實驗材料與培養(yǎng)
        3.2.2 營養(yǎng)液培養(yǎng)
        3.2.3 營養(yǎng)液pH調(diào)查及調(diào)節(jié)
        3.2.4 株高和干重的調(diào)查
        3.2.5 葉片SPAD值調(diào)查及養(yǎng)分含量測定
        3.2.6 根系鐵膜的提取及鐵錳含量測定
        3.2.7 根系組織結(jié)構(gòu)顯微觀察
        3.2.8 表達譜分析
        3.2.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 NH_4~+和NO_3~-營養(yǎng)對水稻生長的影響
        3.3.2 NH_4~+和NO_3~-營養(yǎng)對介質(zhì)pH及葉片SPAD的影響
        3.3.3 根際pH值是銨硝營養(yǎng)影響水稻生長的重要因素
        3.3.4 根際pH值對水稻根系表面鐵錳斑塊沉積的影響
        3.3.5 不同作物對NH_4~+和NO_3~-及外界pH的響應
        3.3.6 不同根際pH對水稻不同葉片SPAD值及營養(yǎng)元素含量的影響
        3.3.7 不同根際pH對水稻根系中營養(yǎng)元素含量的影響
        3.3.8 葉面噴施鐵錳元素對水稻葉片黃化癥狀的影響
        3.3.9 鐵轉(zhuǎn)運蛋白及缺鐵響應基因在不同pH條件下的表達差異
        3.3.10 不同pH處理對根系質(zhì)外體鐵膜和根系組織結(jié)構(gòu)影響
    3.4 討論
    3.5 小結(jié)
4 根際PH對水稻根系活性氧代謝的營養(yǎng)
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 材料培養(yǎng)
        4.2.2 ROS與抗氧化酶的染色及活性測定
        4.2.3 AsA/DHA和GSH/GSSG含量測定
        4.2.4 粗酶提取
        4.2.5 抗壞血酸過氧化物酶活性測定
        4.2.6 愈創(chuàng)木酚過氧化物酶活性測定
        4.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 不同pH處理對水稻根系O_2~(·-)和H_2O_2累積的影響
        4.3.2 不同pH處理對水稻根系過氧化物酶活性的影響
        4.3.3 不同pH處理對水稻根系AsA-GSH循環(huán)的影響
        4.3.4 不同pH處理對水稻根部Prx基因家族表達的影響
    4.4 討論
    4.5 小結(jié)
5 根際pH對水稻根系苯丙烷代謝的影響及與質(zhì)外體鐵吸收的關系
    5.1 引言
    5.2 材料與分析
        5.2.1 材料培養(yǎng)
        5.2.2 根系酚酸的熒光觀察及測定
        5.2.3 質(zhì)外體鐵的活化
        5.2.4 木質(zhì)素染色及定量測定
        5.2.5 熒光定量RT-PCR
        5.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 不同pH處理對水稻根系中細胞壁酚酸的影響
        5.3.2 根系總酚對根際pH的響應及對質(zhì)外體鐵的解吸能力
        5.3.3 根際pH對水稻根系幾種酚類代謝物相對含量的影響
        5.3.4 根際pH對水稻根系苯丙烷代謝的影響
        5.3.5 過氧化氫調(diào)控了根系苯丙烷代謝進而影響鐵膜的形成
    5.4 討論
    5.5 小結(jié)
6 乙烯通過抑制質(zhì)膜H~+-ATPase活性負調(diào)控水稻的耐堿性
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 實驗材料與培養(yǎng)
        6.2.2 營養(yǎng)液培養(yǎng)
        6.2.3 瓊脂糖培養(yǎng)
        6.2.4 植株生長表型調(diào)查
        6.2.5 質(zhì)子分泌及H~+-ATPase活性測定
        6.2.6 熒光定量RT-PCR
        6.2.7 數(shù)據(jù)分析
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 不同N形態(tài)及pH對水稻根系生長的影響
        6.3.2 乙烯參與高pH條件下根系生長的抑制
        6.3.3 質(zhì)子泵與根系伸長的關系及根際pH對其活性的影響
        6.3.4 乙烯負調(diào)控H~+-ATPase酶活性抑制水稻生長
    6.4 討論
    6.5 小結(jié)
7 全文討論
8 結(jié)論、創(chuàng)新點和展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 不足
    8.4 展望
參考文獻
附錄
致謝



本文編號：3674784