番茄是我國設(shè)施栽培的主要蔬菜作物之一,適宜的生長溫度范圍為13-33℃。然而,由于我國設(shè)施環(huán)境調(diào)控設(shè)備簡陋,夏季設(shè)施環(huán)境溫度常達(dá)35℃以上,甚至超過40℃,嚴(yán)重影響了番茄產(chǎn)量與品質(zhì)。棉子糖寡糖作為植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)組份、信號(hào)傳導(dǎo)及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),在植物對(duì)逆境脅迫的抗性中起重要作用。為了研究棉子糖寡糖在番茄高溫逆境抗性中的作用,本試驗(yàn)以中蔬6號(hào)為試材,通過高溫下外源噴施肌醇半乳糖苷(Gal)、肌醇(Ino)、棉子糖(Raf)、蔗糖(Suc)、半乳糖水解酶抑制劑(DGJ)、肌醇半乳糖苷與半乳糖水解酶抑制劑等量混合(G+D),以噴施同量蒸餾水為對(duì)照(CK),研究了棉子糖對(duì)高溫逆境脅迫下番茄逆境生理相關(guān)指標(biāo)及棉子糖代謝的影響,篩選出與高溫逆境密切相關(guān)的肌醇半乳糖苷酶,并構(gòu)建了GolS基因過表達(dá)植株。論文的主要結(jié)果如下:對(duì)外源噴施棉子糖寡糖的植株進(jìn)行38℃高溫脅迫處理,脅迫處理6d后,植株出現(xiàn)嚴(yán)重萎蔫癥狀,G+D與Suc處理的植株僅輕度萎蔫,但Gal、DGJ、Ino、Raf處理明顯提高了植株高溫抗性。進(jìn)一步測定分析表明,外源棉子糖寡糖預(yù)處理使番茄葉片相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛和過氧化氫含量維持在較低水平,減少了膜的損傷;同時(shí)提高了葉片中SOD、POD、CAT酶活性以及還原型谷胱甘肽含量,緩解了高溫脅迫造成的氧化損傷。利用qRT-PCR分析高溫脅迫下外源噴施棉子糖寡糖后,肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)、棉子糖合成酶(RS)、水蘇糖合成酶(STAS)以及α-半乳糖苷酶(AGAL)基因表達(dá)量變化,結(jié)果顯示:除SlRS4外,其它合成酶基因在高溫條件下均有一定程度的上調(diào)趨勢,但其中SlGolS基因家族表達(dá)量與高溫脅迫密切相關(guān)。進(jìn)一步分析了高溫脅迫下番茄根、莖、葉中SlGolS基因家族表達(dá)量變化,結(jié)果顯示:根和莖中SlGolS4不響應(yīng)高溫,并且SlGolS基因家族在番茄根、莖中表達(dá)少,在葉片中表達(dá)多且有一定上調(diào)趨勢,其中葉片中SlGolS1、SlGolS3相比于SlGolS2、SlGolS4趨勢更明顯,表達(dá)量增加3倍以上。構(gòu)建原核表達(dá)載體并轉(zhuǎn)化大腸桿菌BL21菌株,以pET32a(+)-SlGolS1、pET32a(+)-SlGolS2、pET32a(+)-SlGolS3及pET32a(+)-SlGolS4重組質(zhì)粒的陽性菌株為材料,進(jìn)行37℃、45℃、50℃處理,結(jié)果顯示:37℃處理后菌落長勢一致,45℃高溫處理后菌落減少,但含有pET32a(+)-SlGolS1、pET32a(+)-SlGolS3的菌落存活率相比其它較高,50℃高溫處理后菌落進(jìn)一步減少,但pET32a(+)-SlGolS1、pET32a(+)-SlGolS3菌落存活率仍較高,表明SlGolS1、SlGolS3響應(yīng)高溫,并且可以提高大腸桿菌高溫耐受性。構(gòu)建SlGolS1、SlGolS3真核表達(dá)載體并轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌,通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化方法培育SlGolS1、SlGolS3超表達(dá)番茄幼苗,最終PCR擴(kuò)增鑒定獲得SlGolS1超表達(dá)T0代植株3株,SlGolS3超表達(dá)T0代植株2株,為下一步研究番茄高溫抗性提供重要材料。
【學(xué)位單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S641.2;S626
【部分圖文】：

deiro et al., 2006）中也得到證實(shí)。根施小麥海藻糖還影響高溫脅迫而穩(wěn)定類囊體膜。糖寡糖寡糖（Raffinose family oligosaccharides，RFOs）作為植物中第二植物對(duì)非生物脅迫的抗性中起重要作用。RFOs 是廣泛分布在許量 α-半乳糖苷，主要包括肌醇半乳糖苷、棉子糖、水蘇糖等。它半乳糖基單元連續(xù)不斷結(jié)合，并由一系列半乳糖基轉(zhuǎn)移酶催化合衍生自肌醇半乳糖苷（圖 1）。當(dāng)植物遭受逆境脅迫時(shí)，它在植物滲透調(diào)節(jié)，通過維持細(xì)胞膨壓保持細(xì)胞穩(wěn)定性（Bartels and S而提高植物組織的抗逆能力。高溫脅迫下，抗氧化酶活性降低，大量產(chǎn)生，造成植物氧化損傷，而 RFOs 和肌醇半乳糖苷在逆境低氧化脅迫帶來的損傷（Nishizawa et al., 2008）。研究表明，在，鷹嘴豆中的肌醇半乳糖苷和棉子糖積累含量顯著增加（Prafull eRFOs 還參與植物中碳水化合物的運(yùn)輸及儲(chǔ)藏，與種子的脫水耐等，2015）。

3 結(jié)果與分析3 結(jié)果與分析3.1 外源棉子糖寡糖處理對(duì)高溫脅迫下番茄幼苗表型及逆境生理的影響3.1.1 外源棉子糖寡糖對(duì)高溫脅迫下番茄幼苗表型的影響外源噴施肌醇半乳糖苷（Gal）、肌醇（Ino）、棉子糖（Raf）、蔗糖（Suc）、半乳糖水解酶抑制劑（DGJ）和肌醇半乳糖苷與半乳糖水解酶抑制劑等量混合（G+D），對(duì)照噴同量蒸餾水（H2O），噴施后對(duì)高溫下幼苗表型進(jìn)行觀察。高溫處理前，所有幼苗長勢相同，生長狀況良好；38℃恒溫處理 6 天后，對(duì)照 H2O 幼苗莖稈失水倒伏，呈現(xiàn)萎蔫狀態(tài)，G+D 和 Suc 處理的幼苗僅出現(xiàn)輕度萎蔫，其中噴施 Suc 的幼苗萎蔫程度高，所有幼苗中噴施 Gal、DGJ 和 Ino 的幼苗長勢較好，葉片無發(fā)黃現(xiàn)象，噴施 Raf 的幼苗在 38℃處理后部分葉片發(fā)黃，但莖稈挺直，無脫水現(xiàn)象，根據(jù)這些結(jié)果初步判定外源噴施棉子糖寡糖能在高溫條件下對(duì)幼苗起到一定保護(hù)作用，其中噴施 Gal、DGJ 和 Ino 效果更好。

高溫脅迫對(duì)外源噴施棉子糖寡糖番茄幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率的xogenous RFOs on electrolyte leakage of tomato seeding leaves溫脅迫時(shí)，體內(nèi)活性氧增加，造成植物氧化脅迫。醛含量。正常條件下，植株 H2O2含量為 0.0813 mm H2O2積累大幅度上調(diào)，增加了 0.041 mmol·gprot-1，外，其他糖類處理的植株 H2O2積累水平無明顯差異丙二醛含量在高溫脅迫后上調(diào)明顯，其他糖類處理的株丙二醛含量積累最少為 3.0 nmol·mgprot-1，其次是·mgprot-1和 4.2 nmol·mgprot-1，蔗糖處理的植株丙二圖 4B）。這些結(jié)果表明，高溫脅迫增加了植株過氧化類物質(zhì)對(duì)植株氧化程度有一定緩解，外源噴施 Ino、平衡。BB
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本文編號(hào)：2882638