本文關(guān)鍵詞：野大麥內(nèi)生真菌共生體耐鹽性的生理機制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著氣候的變化,土壤鹽堿化已經(jīng)成為影響作物產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一,因此,研究鹽生植物的耐鹽性機制對于提高植物耐鹽性和選育耐鹽的品種具有重要意義。內(nèi)生真菌與禾本科植物共生,可以提高宿主植物的耐旱、耐鹽、耐重金屬等抗逆能力。本研究以鹽生植物野大麥(Hordeum brevisubulatum)為材料,建立帶內(nèi)生真菌(E+)和不帶內(nèi)生真菌(E-)野大麥種群,通過比較不同鹽濃度下的種子萌發(fā)、植株生長、生理調(diào)節(jié)和養(yǎng)分吸收等的變化以及內(nèi)生真菌與水分或外源激素的互作,來探討內(nèi)生真菌對野大麥耐鹽性的生長和生理功能上的作用機制,明確野大麥內(nèi)生真菌共生體在其生存環(huán)境中所形成的適應(yīng)策略,以期為野大麥內(nèi)生真菌共生體在耐鹽性育種方面的進一步研究及合理利用提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：1.運用TP法發(fā)芽,比較不同濃度的NaCl((0、50、100、200和300mM)和與之等滲透勢的PEG處理對E+和E-野大麥種子萌發(fā)的影響,結(jié)果表明野大麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和根苗長均隨著NaCl以及PEG濃度的增大而逐漸降低。內(nèi)生真菌顯著提高了NaCl和PEG脅迫下野大麥的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和根苗長,但是在較高濃度的NaCl (300 mM)脅迫下,E+與E-的發(fā)芽率和胚芽長之間差異不顯著(P0.05)。同時,除對照外,NaCl處理后E+與E-種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均顯著高于等滲的PEG處理后的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)(P0.05)。但是,其胚根長和胚芽長在較高的鹽濃度下(200 mM和300 mM)則有了低于等滲的PEG脅迫的趨勢,因此離子效應(yīng)在野大麥種子發(fā)芽的過程中起到了積極作用,但對幼苗的生長則產(chǎn)生離子毒性。2.在盆栽試驗中,1/2 Hoagland營養(yǎng)液處理條件下,E+與E-野大麥的株高、分蘗和生物量隨著NaCl濃度(0、150、300、450和600 mM)的升高而下降,隨著處理時間的延長,E+植株在鹽脅迫條件下可以維持更高的生長速率和分蘗能力,且在高鹽濃度下(600 mM)仍可以維持生長,但E-植株則出現(xiàn)了枯黃甚至萎蔫的現(xiàn)象。另外,E+野大麥在鹽脅迫下的光合速率、蒸騰速率、胞間C02濃度和氣孔導(dǎo)度顯著高于E-。內(nèi)生真菌還顯著提高了野大麥在NaCl脅迫條件下的相對含水量以及葉綠素、類胡蘿卜素和游離脯氨酸的含量(P0.05),并且在較高鹽濃度下(450和600 mM),E+植株的脯氨酸含量先上升后保持在較高的水平,而E-植株的脯氨酸含量則呈先上升后下降的趨勢。表明內(nèi)生真菌促進了野大麥在鹽脅迫下的生長,減緩了由鹽脅迫對野大麥造成的水分利用效率和光合效率等的負面影響,并促進有效的滲透調(diào)節(jié)。3.同樣的處理條件下,隨鹽濃度的升高,E+與E-野大麥的SOD、POD和CAT活性以及過氧化氫(H202)和丙二醛(MDA)含量均逐漸升高,E+野大麥在鹽脅迫條件下的SOD、POD和CAT抗氧化酶的活性顯著高于E-,而H202和MDA的含量則顯著低于E-(P0.05)。另外,隨著處理時間的延長,在較高的鹽濃度下(300、450和600 mM),E+野大麥的SOD和POD活性迅速上升后趨于平穩(wěn),CAT活性以及H202和MDA含量均呈先上升后下降的趨勢,而E-野大麥的SOD、POD和CAT活性上升緩慢,H202和MDA含量也迅速上升后維持在較高的水平。表明內(nèi)生真菌可以有效抵抗鹽脅迫所引起的脂質(zhì)過氧化作用并減輕活性氧的積累,維持氧化還原體內(nèi)平衡。另外,在150 mMNaCl濃度下,E-植株H202含量逐漸上升,與此相關(guān)的POD酶活性也逐漸上升,而E+植株則未發(fā)生顯著變化,于是到了脅迫后期(12和16天),E-野大麥的H2O2含量和POD酶活性顯著高于E+植株(P0.05),說明此濃度可能對E+植株并未造成脅迫效果。4.在脅迫18天后,鹽脅迫引起了野大麥對營養(yǎng)元素吸收和運輸?shù)奈蓙y,如,隨著鹽濃度的升高,E+和E-野大麥的C、P元素和K+含量逐漸降低,N元素和Na+含量逐漸升高。在300、450和600 mM濃度的NaCl脅迫下,E+植株體內(nèi)具有更高的N、P和K+含量,以及更低的Na+的含量(P0.05)。除此之外,內(nèi)生真菌還顯著降低了NaCl脅迫下野大麥體內(nèi)的C:N、C:P、N:P和Na+：K+的比值,通過化學(xué)計量調(diào)節(jié)降低了鹽脅迫對植株生長的影響,并顯著提高了植株對K+的選擇性運輸系數(shù)(P0.05),保證宿主植物在鹽脅迫環(huán)境中對養(yǎng)分的吸收和運輸,同時減輕Na+的毒害。5.通過研究干旱和水淹脅迫下低濃度的NaCl (100 mM)對野大麥內(nèi)生真菌共生體的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),內(nèi)生真菌顯著提高了野大麥在于旱脅迫和水淹脅迫下的株高、分蘗數(shù)、葉片寬度以及葉綠素和脯氨酸的含量,降低了電解質(zhì)滲透率和MDA含量(P0.05),并促進了野大麥在水淹脅迫下維持葉片和根系的活力。另一方面,低濃度的NaCl處理,對E+和E-野大麥在干旱與水淹脅迫下的以上生長和生理指標均有所提高,并且受NaCl的影響,E+植株在干旱條件下株高的上升率要高于E-植株,因此,在干旱脅迫下,NaCl刺激了內(nèi)生真菌發(fā)揮其對宿主植物株高的積極作用,但是對野大麥內(nèi)生真菌共生體在干旱和水淹脅迫下的其他指標均未造成顯著影響(P0.05)。6.通過在3種外源植物激素處理后進行鹽脅迫的方法,發(fā)現(xiàn)不同的外源激素對鹽脅迫下野大麥的影響不同,外源ABA顯著提高了NaCl脅迫后野大麥的地上和地下生物量、POD和SOD酶的活性,并降低了H202的含量,GA3顯著提高了野大麥的地下生物量,降低H2O2含量,而IAA則降低了鹽脅迫下野大麥的地上和地下生物量以及POD酶的活性。在正常生長條件下,外部施加ABA、GA3和IAA對E+和E-野大麥的生物量未造成顯著影響,但E+植株的POD酶的活性顯著升高,E-無顯著變化。另外,在鹽脅迫下,ABA對E+野大麥的地下生物量、SOD和POD活性的提高率和H2O2含量的降低率均高于E-,說明施加ABA加強了內(nèi)生真菌促進植物耐鹽性的作用,而GA3和IAA則對E+與E-之間各指標的變化無顯著影響。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)生真菌 野大麥 耐鹽性 生理調(diào)節(jié) 抗氧化調(diào)節(jié) 養(yǎng)分吸收
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q948.122.3
【目錄】：

• 中文摘要3-6
• ABSTRACT6-13
• 引言13-14
• 第一章 文獻綜述14-27
• 1.1 鹽脅迫對植物的影響14-17
• 1.1.1 對植株生長的影響14-15
• 1.1.2 對植物光合作用的影響15
• 1.1.3 對植物離子平衡的影響15-16
• 1.1.4 對氧化平衡的影響16
• 1.1.5 對養(yǎng)分吸收的影響16-17
• 1.2 植物耐鹽機制17-22
• 1.2.1 避鹽機制17-18
• 1.2.2 耐鹽機制18-22
• 1.3 禾草內(nèi)生真菌國內(nèi)外研究進展22-25
• 1.3.1 禾草內(nèi)生真菌簡介22
• 1.3.2 禾草-內(nèi)生真菌共生體在草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的作用22-23
• 1.3.3 內(nèi)生真菌提高禾草抗逆性的機制23-24
• 1.3.4 內(nèi)生真菌對植物耐鹽性的影響24-25
• 1.4 野大麥研究進展25-27
• 1.4.1 野大麥特征與分布25
• 1.4.2 野大麥耐鹽性研究25-26
• 1.4.3 野大麥內(nèi)生真菌共生體26-27
• 第二章 內(nèi)生真菌對NaCl和PEG脅迫下野大麥發(fā)芽的影響27-35
• 2.1 前言27-28
• 2.2 材料與方法28-29
• 2.2.1 植物材料28
• 2.2.2 試驗設(shè)計28
• 2.2.3 統(tǒng)計分析28-29
• 2.3 結(jié)果29-32
• 2.3.1 發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)29-30
• 2.3.2 胚根長和胚芽長30-32
• 2.4 討論32-34
• 2.4.1 內(nèi)生真菌對NaCl和PEG脅迫下野大麥發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的影響32-33
• 2.4.2 內(nèi)生真菌對NaCl和PEG脅迫下野大麥胚根長和胚芽長的影響33-34
• 2.5 小結(jié)34-35
• 第三章 內(nèi)生真菌對野大麥鹽脅迫條件下形態(tài)學(xué)及生理學(xué)指標的影響35-50
• 3.1 前言35-36
• 3.2 材料與方法36-37
• 3.2.1 植物材料36
• 3.2.2 試驗設(shè)計36
• 3.2.3 測定方法36-37
• 3.2.4 統(tǒng)計分析37
• 3.3 結(jié)果37-45
• 3.3.1 生長指標37-40
• 3.3.2 光合作用相關(guān)指標40-42
• 3.3.3 生理學(xué)指標42-45
• 3.4 討論45-49
• 3.4.1 內(nèi)生真菌對鹽脅迫下野大麥生長指標的影響45-46
• 3.4.2 內(nèi)生真菌對鹽脅迫下野大麥光合作用的影響46-47
• 3.4.3 內(nèi)生真菌對鹽脅迫下野大麥生理指標的影響47-48
• 3.4.4 內(nèi)生真菌促進宿主植物抵抗非生物脅迫的因素48-49
• 3.5 小結(jié)49-50
• 第四章 內(nèi)生真菌對鹽脅迫條件下野大麥抗氧化酶系統(tǒng)的影響50-60
• 4.1 前言50
• 4.2 材料與方法50-51
• 4.2.1 植物材料50
• 4.2.2 試驗設(shè)計50-51
• 4.2.3 測定方法51
• 4.2.4 統(tǒng)計分析51
• 4.3 結(jié)果51-56
• 4.3.1 抗氧化酶活性的變化51-55
• 4.3.2 H_2O_2和MDA含量的變化55-56
• 4.4 討論56-59
• 4.4.1 內(nèi)生真菌對鹽脅迫下野大麥抗氧化酶活性的影響57-58
• 4.4.2 內(nèi)生真菌對鹽脅迫下野大麥H_2O_2和MDA含量的影響58-59
• 4.5 小結(jié)59-60
• 第五章 內(nèi)生真菌對鹽脅迫條件下野大麥化學(xué)計量學(xué)及離子運輸?shù)挠绊?/span>60-70
• 5.1 前言60-61
• 5.2 材料與方法61
• 5.2.1 植物材料與試驗設(shè)計61
• 5.2.2 測定方法61
• 5.2.3 統(tǒng)計分析61
• 5.3 結(jié)果61-66
• 5.3.1 C、N、P含量61-63
• 5.3.2 C：N、C：P和N：P63-64
• 5.3.3 Na~+與K~+含量,Na~+：K~+以及S_(K,Na)64-66
• 5.4 討論66-69
• 5.4.1 鹽脅迫對野大麥化學(xué)計量學(xué)的影響66-67
• 5.4.2 內(nèi)生真菌對宿主植物化學(xué)計量學(xué)的影響67-69
• 5.5 小結(jié)69-70
• 第六章 NaCl與水分共同脅迫對野大麥-內(nèi)生真菌共生體的影響70-82
• 6.1 前言70-71
• 6.2 材料與方法71-72
• 6.2.1 試驗設(shè)計71
• 6.2.2 測定方法71-72
• 6.2.3 統(tǒng)計分析72
• 6.3 結(jié)果72-78
• 6.3.1 生長指標72-73
• 6.3.2 生理指標73-76
• 6.3.3 內(nèi)生真菌對野大麥耐澇性的影響76-78
• 6.4 討論78-81
• 6.4.1 NaCl與內(nèi)生真菌對野大麥抗旱性的影響78-79
• 6.4.2 NaCl與內(nèi)生真菌對野大麥耐澇性的影響79-81
• 6.5 小結(jié)81-82
• 第七章 外源激素對野大麥-內(nèi)生真菌共生體耐鹽性的影響82-96
• 7.1 前言82-83
• 7.2 材料與方法83
• 7.2.1 試驗設(shè)計83
• 7.2.2 測定方法83
• 7.2.3 統(tǒng)計分析83
• 7.3 結(jié)果83-92
• 7.3.1 生物量83-87
• 7.3.2 SOD和POD活性的變化87-90
• 7.3.3 H_2O_2含量90-92
• 7.4 討論92-95
• 7.4.1 外源激素對植物耐鹽性的影響92-94
• 7.4.2 外源植物激素對禾草內(nèi)生真菌共生體的影響94-95
• 7.5 小結(jié)95-96
• 第八章 結(jié)論與展望96-98
• 8.1 主要結(jié)論96-97
• 8.2 研究展望97-98
• 參考文獻98-115
• 在學(xué)期間研究成果115-116
• 在學(xué)期間參與的科研項目116-117
• 致謝117

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：野大麥內(nèi)生真菌共生體耐鹽性的生理機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：358074