發(fā)布時(shí)間：2020-08-25 13:41

【摘要】：大白菜最早起源于我國(guó),廣泛分布在我國(guó)的各個(gè)地理區(qū)域。高溫是影響大白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的一項(xiàng)重要因素。如何提高大白菜耐熱性實(shí)現(xiàn)大白菜的周年供應(yīng)成為白菜育種研究中的一項(xiàng)重大難題。在高溫逆境下,熱激轉(zhuǎn)錄因子(HSF)通過(guò)激活抗熱相關(guān)基因的表達(dá)提高植物體抗熱能力,探究大白菜適應(yīng)熱脅迫的生理生化機(jī)制以及大白菜HSF耐熱分子機(jī)制將有助于實(shí)現(xiàn)大白菜高溫條件下的正常發(fā)育,為大白菜等在耐熱育種方面提供分子和生理依據(jù),開(kāi)展相關(guān)研究具有一定的理論與應(yīng)用價(jià)值。本研究取得的結(jié)果如下:1大白菜形態(tài)和生理指標(biāo)分析本實(shí)驗(yàn)選用種植于農(nóng)科院實(shí)驗(yàn)田內(nèi)的兩個(gè)大白菜自交系2013-33和Am160為實(shí)驗(yàn)材料,待白菜長(zhǎng)出5-7片真葉時(shí)測(cè)定生理生化指標(biāo)。主要研究結(jié)果如下:從外觀形態(tài)上看,Am160在夏季高溫脅迫下生長(zhǎng)受到抑制且不能結(jié)球;而2103-33生長(zhǎng)良好,能夠結(jié)球。細(xì)胞質(zhì)膜透性結(jié)果也顯示,Am160在夏季高溫脅迫下細(xì)胞質(zhì)膜透性顯著高于2103-33,兩者在夏季的質(zhì)膜透性顯著高于秋季。在夏季和秋季兩個(gè)季節(jié),兩耐熱性不同的大白菜品種在生理生化上均顯示出不同的適應(yīng)性變化。與秋季適宜的溫度條件相比,夏季高溫脅迫下兩種大白菜的可溶性糖含量均高于秋季,高濃度糖在高溫脅迫下對(duì)大白菜具有一定的保護(hù)作用。夏季熱脅迫下2013-33的蛋白質(zhì)含量高于秋季,而Am160則低于秋季,這可能是2013-33耐高溫的原因之一。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸含量和抗氧化酶(POD、CAT以及SOD)活性保持不變或稍有降低的趨勢(shì),表明它們?cè)诖蟀撞四蜔岱矫嫠鸬米饔貌淮蟆?大白菜光合特征分析兩種大白菜幼苗在秋季最適溫度下,光合作用的主要差異是,葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)的ΔVt曲線上,AM160白菜的J相和L相相對(duì)高于2013-33,而ΔWt曲線上,AM160白菜的P相明顯低于2013-33。兩種白菜的光反應(yīng)中心密度和活性均無(wú)明顯差異。上述現(xiàn)象主要是AM160的質(zhì)體醌庫(kù)小于2013-33引起的,從而導(dǎo)致其光合性能指數(shù)(PI)和光合速率(P_n)低于2013-33。夏季高溫條件下,二者的差異和秋季極為類似,只不過(guò)兩種白菜的性能指數(shù)和凈光合速率差異更大,熱耗散增多更明顯。因此質(zhì)體醌庫(kù)大小可能是兩種大白菜光合系統(tǒng)耐熱性的主要區(qū)別。3大白菜HSF基因表達(dá)模式分析本研究從大白菜基因組中共鑒定34個(gè)HSF家族基因。采用RT-qPCR分析熱處理不同時(shí)間后大白菜幼苗中表達(dá)模式。幼苗期在38℃下分別熱處理0 h、1 h和3 h,與0 h相比,熱處理1 h后,Bra021381、Bra000235、Bra00557、Bra023584以及Bra007739在2013-33和Am160中的表達(dá)量均上調(diào);而B(niǎo)ra012828在2013-33和Am160中的表達(dá)量均下調(diào);Bra040179、Bra001071、Bra001885、Bra012829、Bra040968、Bra009515以及Bra013358在2013-33中的表達(dá)量上調(diào)但在Am160中的表達(dá)量則下調(diào);Bra029292、Bra029291、Bra000749以及Bra032752則在2013-33中的表達(dá)量下調(diào)而在Am160中的表達(dá)量上調(diào)且變化顯著。熱處理3h后,Bra021381、Bra012828、Bra040179、Bra010171、Bra001885、Bra012829以及Bra040968在2013-33上調(diào),但在AM160下調(diào);Bra23584、Bra007739和Bra009515在兩品種間均為上調(diào);Bra029292、Bra000749以及Bra032752則在2013-33下調(diào),AM160上調(diào);此外,Bra000557變化不大,Bra013358在2013-33中變化不大,但在AM160中下調(diào),Bra029291在2013-33中下調(diào),但在AM160中的表達(dá)不變。綜上所述,Bra040179、Bra010171以及Bra040968根據(jù)表達(dá)量的變趨勢(shì)可能在白菜的耐熱性方面具有重要作用。4兩種大白菜BrHSFs基因的序列差異性分析以耐熱材料2013-33和不耐熱材料AM160的cDNA為模板,克隆大白菜HSF基因家族所有成員,比較各個(gè)成員在耐熱與不耐熱白菜品種間的序列差異。已經(jīng)測(cè)序出來(lái)的HSF家族成員中,Bra004272在兩耐熱性不同的白菜自交系的啟動(dòng)子區(qū)存在序列上的差異,Bra0015050在兩耐熱性不同的白菜自交系的CDS區(qū)存在差異,AM160相較于2013-33有大約8 bp的缺失,Bra008593在啟動(dòng)子區(qū)和CDS區(qū)均存在差異。5兩種大白菜BrHSFs基因的序列差異與耐熱性的連鎖關(guān)系分析根據(jù)大白菜HSFs家族成員在兩種不同耐熱性白菜的序列差異分析,找出差異序列。然后以測(cè)序得到的差異序列為模板設(shè)計(jì)引物并在兩種不同耐熱性白菜的F2群體中進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)已測(cè)得的差異基因與大白菜的耐熱性并不連鎖。
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S634.1
【圖文】：

圖 1 兩種大白菜夏秋季表型比較Fig.1 The comparison of two kinds of Chinese cabbage phenotype insummer and autumn2 高溫脅迫對(duì)兩種大白菜的傷害2.1 兩種大白菜質(zhì)膜透性差異分析細(xì)胞質(zhì)膜掌控著細(xì)胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換以及信息交流。植物體的生長(zhǎng)受到外界各種不利環(huán)境的磨煉，而細(xì)胞膜成為外界逆境脅迫的首要目標(biāo)。不良環(huán)境會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性變大，從而導(dǎo)致電解質(zhì)等原本不能自由進(jìn)出細(xì)胞膜的大量物質(zhì)外滲，增強(qiáng)細(xì)胞外液的相對(duì)電導(dǎo)率。相對(duì)電導(dǎo)率成為植物對(duì)外界逆境傷害程度的一種直觀反應(yīng)，脅迫程度相同的情況下，相對(duì)電導(dǎo)率與細(xì)胞膜的受損傷程度成正相關(guān)。高溫是改變細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要脅迫因子，高溫脅迫對(duì)植物細(xì)胞的原初傷害首先表現(xiàn)在細(xì)胞膜上，導(dǎo)致質(zhì)膜破損，透性增大。圖2結(jié)果顯示，夏季高溫脅迫下兩個(gè)白菜品種相對(duì)電導(dǎo)率值分別比秋季高了143.54%和175.27%，說(shuō)明在夏季高溫脅迫下2013-33和

相對(duì)電導(dǎo)率與細(xì)胞膜的受損傷程度成正相關(guān)。高溫是改變細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要脅迫因子，高溫脅迫對(duì)植物細(xì)胞的原初傷害首先表現(xiàn)在細(xì)胞膜上，導(dǎo)致質(zhì)膜破損，透性增大。圖2結(jié)果顯示，夏季高溫脅迫下兩個(gè)白菜品種相對(duì)電導(dǎo)率值分別比秋季高了143.54%和175.27%，說(shuō)明在夏季高溫脅迫下2013-33和Am160葉片的細(xì)胞膜均受到破壞，但Am160受傷害程度明顯比2013-33高很多，差異極顯著（P<0.01），表明2013-33較Am160適應(yīng)夏季高溫的能力更強(qiáng)。

圖 3 不同耐熱性大白菜丙二醛（MDA）含量的變化Fig.3 The content of malondialdehyde (MDA) in different heat - resistant Chinese cabbage.圖3結(jié)果顯示，與秋季相比2013-33的MDA含量變化不大，而AM160的MDA含量增加且變化極顯著(P<0.01),說(shuō)明夏季高溫條件下AM160發(fā)生明顯的膜脂過(guò)氧化作用，耐熱能力較差。MDA含量的變化結(jié)果表明，2013-33在夏季高溫脅迫下抗熱性較好，質(zhì)膜相對(duì)穩(wěn)定；

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓磊;孫欣;;植物分子標(biāo)記研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2015年15期

2 徐堅(jiān);王燕;陳先知;朱隆靜;王克磊;;大白菜熱激轉(zhuǎn)錄因子基因家族鑒定及表達(dá)分析[J];核農(nóng)學(xué)報(bào);2014年04期

3 黃小云;陶鵬;王五宏;李必元;岳智臣;雷娟利;鐘新民;;大白菜和甘藍(lán)熱激轉(zhuǎn)錄因子基因家族鑒定及比較分析[J];分子植物育種;2014年02期

4 王妍;胡勝;付文成;張倩楠;王鳳德;邱念偉;;一種快速測(cè)定可溶性糖的新方法:TBA法[J];井岡山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

5 龔萍;王健;;利用電導(dǎo)率法測(cè)定六種芳香植物的耐熱性[J];湖北農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年10期

6 曾小玲;方淑桂;陳文輝;鐘開(kāi)勤;林翮飛;;不同大白菜品種苗期耐熱性的綜合評(píng)價(jià)[J];福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2010年02期

7 胡偉娟;張啟翔;潘會(huì)堂;董玲玲;;報(bào)春花屬植物耐熱性生理指標(biāo)研究初探[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2010年05期

8 張傳坤;陳立群;張青;;大白菜基因工程研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年25期

9 ;Differential Responses of the Activities of Antioxidant Enzymes to Thermal Stresses between Two Invasive Eupatorium Species in China[J];Journal of Integrative Plant Biology;2008年04期

10 王建義;慈忠玲;;熱激蛋白的研究進(jìn)展[J];山西林業(yè)科技;2008年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 趙軍良;基因工程改良大白菜的抗蟲(chóng)抗病性研究[D];山西大學(xué);2006年

2 高麗紅;白菜、生菜高溫傷害機(jī)理及其越夏栽培技術(shù)的研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);1994年

本文編號(hào)：2803766