本文選題：番茄 + 低溫　； 參考：《沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：低溫是影響作物生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的一種主要限制因子。番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)屬于喜溫蔬菜,對低溫敏感。多胺(PAs)是有生物活性的低分子量脂肪族含氮堿,廣泛存在于植物體中,主要類型有腐胺(Put)、亞精胺(Spd)和精胺(Spm),大量研究發(fā)現(xiàn),PAs能夠參與到包括植物逆境響應(yīng)等多種生理過程中。但關(guān)于PAs對番茄幼苗耐低溫性和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用機(jī)制尚不清楚。本研究以低溫敏感番茄品種'Moneymaker'為主要試驗(yàn)材料,研究了外源Spd對番茄幼苗耐低溫性的影響；探討了一氧化氮(NO)在Spd誘導(dǎo)的番茄耐低溫性中的作用；分析了PAs與脫落酸(ABA)在番茄響應(yīng)低溫脅迫中的相互作用機(jī)制；以及低溫下Spd誘導(dǎo)的促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)、NO和過氧化氫(H2O2)在抗氧化防御反應(yīng)中的相互關(guān)系。以探明PAs提高番茄低溫抗性的生理機(jī)制,驗(yàn)證PAs在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用,所得主要結(jié)果如下：1.15/6℃低溫條件下,利用外源噴施Spd處理低溫敏感型番茄'Moneymaker'幼苗葉片。結(jié)果表明,外源Spd能夠緩解低溫脅迫對番茄幼苗生長和干鮮重的抑制作用。低溫脅迫下噴施Spd明顯增加番茄葉片中PSⅡ光化學(xué)效率(Fv/Fm)、脯氨酸和可溶性糖的含量；減少丙二醛(MDA)、H2O2含量和超氧陰離子(O2-)的產(chǎn)生速率。另外,施用Spd能夠提高番茄葉片中內(nèi)源游離態(tài)和結(jié)合態(tài)Spd和Spm的含量,增加精氨酸脫羧酶(ADC)、鳥氨酸脫羧酶(ODC)、二胺氧化酶(DAO)和多胺氧化酶(PAO)的活性。Spd能夠誘導(dǎo)低溫脅迫下番茄葉片中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)的活性顯著提高。外源Spd施用后,可使低溫脅迫下番茄葉片中抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱甘肽還原酶(GR)、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)和單脫水抗壞血酸還原酶(MDHAR)的活性顯著增強(qiáng),且明顯提高了抗壞血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量,以及ASA/DHA和GSH/GSSG。說明外源Spd通過增加可溶性物質(zhì)含量,調(diào)控內(nèi)源多胺代謝,誘導(dǎo)活性氧(ROS)清除系統(tǒng)來提高番茄幼苗的耐低溫性。2.以'Moneymaker'為供試材料,置于4℃低溫下,外源噴施Spd及不同抑制劑發(fā)現(xiàn),Spd通過誘導(dǎo)NO的產(chǎn)生來提高番茄幼苗的耐低溫性。低溫脅迫下應(yīng)用Spd處理后,能顯著增加番茄葉片中NO的含量,MGBG(Spd合成抑制劑)和PTIO(NO清除劑)處理顯著降低了Spd誘導(dǎo)的NO含量。L-NAME(一氧化氮合酶抑制劑)和Tungstate(硝酸還原酶抑制劑)處理使低溫脅迫下Spd誘導(dǎo)的NO含量顯著下降。說明低溫脅迫下番茄葉片中Spd誘導(dǎo)產(chǎn)生的NO是通過NR(硝酸還原酶)和NOS-like(一氧化氮合酶)途徑實(shí)現(xiàn)的。外源Spd處理能明顯提高低溫脅迫下番茄葉片中H2O2的含量,外源DPI(NADPH氧化酶抑制劑)和DMTU(·OH和H2O2清除劑)導(dǎo)致番茄葉片中H2O2的含量明顯降低。低溫脅迫下,DPI和DMTU預(yù)處理能使Spd誘導(dǎo)的NO含量明顯下降。應(yīng)用PTIO, L-NAME和Tungstate對低溫脅迫下番茄幼苗葉片中Spd誘導(dǎo)的H2O2幾乎沒有影響。因此,在低溫脅迫下Spd誘導(dǎo)的抗冷性信號途徑中,H2O2可能位于NO的上游。3.與常溫對照相比,低溫脅迫(4℃)顯著降低了番茄葉片中Fv/Fm,提高了電解質(zhì)滲透率,低溫脅迫下外源Spd能夠明顯增加Fv/Fm和降低電解質(zhì)滲透率。而用L-NAME, Tungstate和PTIO處理后,Spd的誘導(dǎo)作用被明顯抑制。說明Spd誘導(dǎo)的NO在番茄耐低溫性中發(fā)揮重要作用。低溫脅迫下添加Spd能夠明顯提高番茄葉片中SOD等抗氧化酶的活性以及相關(guān)基因的表達(dá),施用NO抑制劑和清除劑顯著降低番茄葉片中Spd誘導(dǎo)的抗氧化酶活性和相關(guān)基因的表達(dá)。因此證明,Spd誘導(dǎo)產(chǎn)生的NO能通過影響抗氧化酶相關(guān)基因的表達(dá)來誘導(dǎo)番茄幼苗中抗氧化酶的活性,從而提高番茄植株的耐冷性。4.4℃低溫下,采用外源Put及D-Arg(Put合成抑制劑)噴施番茄'Moneymaker'幼苗葉片,結(jié)果表明,低溫脅迫誘導(dǎo)番茄葉片中ABA的積累。外源Put顯著誘導(dǎo)了脅迫條件下ABA的積累,而外源D-Arg(Put合成抑制劑)明顯抑制了Put的誘導(dǎo)作用。另外,低溫脅迫能顯著提高番茄葉片中NCED1(9-順-類胡蘿卜素雙加氧酶)的表達(dá)量,外源Put誘導(dǎo)NCED1的積累,D-Arg處理顯著抑制了Put誘導(dǎo)的1CED1表達(dá)量的增加。與對照相比,外源D-Arg顯著增加番茄葉片中的電解質(zhì)滲透率,而這種作用能夠被外源ABA所抑制。說明ABA可能參與到Put誘導(dǎo)的低溫敏感型番茄幼苗的低溫響應(yīng)中。5.為了進(jìn)一步驗(yàn)證低溫脅迫下ABA與Put之間的關(guān)系,以ABA合成缺陷缺失突變體(Sit)及其野生型番茄品種(RR)為試材,4℃低溫處理24h。結(jié)果發(fā)現(xiàn),低溫處理能夠誘導(dǎo)野生型番茄葉片中內(nèi)源Put,Spd和Spm含量增加,突變體番茄葉片中Put含量在低溫處理下明顯提高,而Spd和Spm的含量與對照相比有所下降。無論在野生型番茄中還是突變體番茄中,低溫處理都能誘導(dǎo)ABA和Put的積累,并且在野生型番茄中Put的積累量高于突變體番茄中。外源施用ABA或者Put對常溫下兩種番茄葉片中內(nèi)源ABA和Put的含量幾乎都沒有影響。低溫下施用ABA增加兩個番茄品種中內(nèi)源ABA的含量；而外源ABA處理降低了野生型番茄中Put的含量,對突變體番茄中Put的產(chǎn)生幾乎沒有影響。低溫脅迫下,外源Put增加了突變體和野生型番茄葉片中Put和ABA的含量。常溫下施用ABA和Put對兩種番茄葉片中電解質(zhì)滲透率沒有明顯作用。應(yīng)用ABA或者Put到低溫下的野生型番茄中,能顯著抑制低溫誘導(dǎo)的電解質(zhì)滲透率的升高。對于突變體番茄,外源ABA能夠緩解低溫誘導(dǎo)的電解質(zhì)滲透率的增加,而Put處理沒有這種效果。說明在兩種番茄中,ABA對低溫脅迫的響應(yīng)不依賴Put途徑。外源Put通過誘導(dǎo)內(nèi)源ABA含量的增加,進(jìn)而增強(qiáng)野生型番茄幼苗的耐低溫性,但是,外源Put誘導(dǎo)產(chǎn)生的ABA不足以緩解低溫脅迫對突變體番茄造成的影響。6.4℃低溫脅迫下,外源噴施Spd及不同抑制劑處理'Moneymaker'幼苗葉片發(fā)現(xiàn),外源施用Spd能顯著提高M(jìn)APK1,2,3,4,6,16基因的轉(zhuǎn)錄水平,PD98059和U0126(MAPK抑制劑)處理顯著降低Spd誘導(dǎo)的作用。低溫脅迫下外源Spd處理顯著增加番茄葉片中的Fv/Fm、SOD、CAT、APX和GR基因的表達(dá)以及酶的活性,而這種誘導(dǎo)作用明顯被PD98059和U0126所降低。表明MAPK能參與到Spd誘導(dǎo)的番茄幼苗耐低溫性中。7.外源施用H202和SNP(NO供體)能夠誘導(dǎo)低溫脅迫下番茄葉片中SOD、CAT、APX和GR的活性及其相關(guān)基因表達(dá)的上升,而使用MAPK抑制劑處理后,番茄葉片中的抗氧化酶活性及其基因表達(dá)明顯低于單獨(dú)H2O2和SNP處理。另外,MAPK抑制劑能顯著降低Spd誘導(dǎo)的H2O2產(chǎn)生,而對NO的含量幾乎沒有影響。說明在Spd誘導(dǎo)的抗氧化防御反應(yīng)中,NO可能位于MAPK的上游,而MAPK與H2O2之間能夠產(chǎn)生相互作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S641.2

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