【摘要】：設施蔬菜生產(chǎn)已成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要的組成部分,番茄是溫室栽培的主要蔬菜作物之一,在設施生產(chǎn)中經(jīng)常同時受到亞高溫(35℃)和強光的雙重脅迫,植物對同時存在多種脅迫的響應是一個非常復雜的問題,因為多種脅迫因子綜合在一起能夠產(chǎn)生加強、重疊或拮抗效應。脫落酸(ABA)參與很多植物生長和發(fā)育的重要過程,還參與并調(diào)節(jié)逆境脅迫,但ABA是怎樣參與并調(diào)節(jié)植物亞高溫強光雙重脅迫的機制仍不清晰。本文以番茄品種“遼園多麗”和ABA缺失突變體(sit)及野生型(RR)為試材,研究了亞高溫強光脅迫下ABA對番茄葉片光合作用及相關機制的影響,從光合作用、ABA合成、MYB轉(zhuǎn)錄因子及抗氧化防護的角度,全面系統(tǒng)的分析了外源和內(nèi)源ABA參與調(diào)節(jié)亞高溫強光脅迫的機制,為緩解亞高溫強光逆境障礙提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：1.明確亞高溫強光脅迫下番茄葉片光合速率下降是由氣孔因素和非氣孔因素共同決定的。通過對晝間和短時亞高溫強光脅迫下噴蒸餾水處理(即W處理)氣體交換參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn),晝間脅迫3d內(nèi)和短時脅迫11h內(nèi)伴隨著凈光合速率(Pn)下降,氣孔導度(gs)、胞間C02濃度(Ci)和蒸騰速率(E)大幅度下降,是由氣孔因素限制導致光合速率下降。晝間脅迫3d后和短時脅迫11h后,Pn、gs和E繼續(xù)下降,而Ci升高,非氣孔因素起主導限制作用。并且明確亞高溫強光脅迫對光合機構(gòu)傷害的時間順序,PSⅡ的電子傳遞(ETRⅡ)在3h開始下降,Rubsico羧化酶活性7h后開始鈍化,而PSI光抑制發(fā)生在11h后。由此推測,亞高溫強光脅迫最先傷害PS Ⅱ、其次是Rubsico羧化酶活性,最后傷害到PSI。2.明確亞高溫強光脅迫下外源ABA減緩凈光合速率(Pn)下降的原因。噴施ABA可以有效地緩解亞高溫強光對番茄葉片PSⅡ的傷害,延緩PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)、 ETRⅡ PS Ⅱ潛在光化學效率(Fv/Fo)和PSⅡ光下最大光化學效率(Fv'/Fm'),光化學猝滅(qP)的降低、提高非光化學猝滅(NPQ),從而保護PSⅡ反應活性中心。噴施ABA延緩Rubisco羧化酶活性下降。在晝間脅迫3d內(nèi)和短時脅迫11h內(nèi),各處理的PSI光量子產(chǎn)量[Y(I)]、光下PSI受體側(cè)[Y(NA)]和光下PSI供體側(cè)[Y(ND)]均未發(fā)生明顯變化,在晝間脅迫5d和持續(xù)脅迫48h時,Y(I)和Y(NA)值顯著降低,Y(ND)顯著升高,各處理間差異不顯著,外源ABA不能緩解嚴重脅迫對PSI的傷害。3.明確亞高溫強光脅迫下內(nèi)源ABA對番茄葉片光合作用的調(diào)控。內(nèi)源ABA能夠緩解亞高溫強光脅迫,對于PSⅡ和PSI都起到保護作用。野生型(RR)在脅迫11h后Pn和E值還維持一定水平,而ABA缺失突變體(sit)的Pn和E值幾乎為0。RR的ETRⅡ、Y(Ⅱ)、NPQ、qP、Fv/Fo和Fv'/Fm'顯著高于sit,內(nèi)源ABA可以較好的保護PS Ⅱ。亞高溫強光對RR的PSI影響不顯著,對于sit來說雖然顯著地降低了Y(I),因此內(nèi)源ABA對亞高溫強光脅迫下PSI有起保護作用。4.明確亞高溫強光脅迫對番茄葉片ABA合成在轉(zhuǎn)錄水平上的影響。外源ABA和亞高溫脅迫正調(diào)控ABA1和AAO基因,而NCED基因只受外源ABA正調(diào)控,不受脅迫影響；未受亞高溫強光脅迫時,ABA1和NCED均不受內(nèi)源ABA調(diào)控,而AAO基因受內(nèi)源ABA正調(diào)控。亞高溫強光脅迫后,ABA1和AAO基因受內(nèi)源ABA調(diào)控,而NCED基因仍不受內(nèi)源ABA調(diào)控。另外,A處理ABA含量在亞高溫強光脅迫3d和7h達到峰值,ABA1基因表達量分別在脅迫1d和3h時達到峰值,而AAO基因表達量分別在脅迫3d和7h時達到峰值,這表明ABA1基因是提前調(diào)控ABA合成,而AAO基因同時調(diào)控ABA合成。并且明確了依賴ABA途徑的MYB轉(zhuǎn)錄因子對于亞高溫強光脅迫的響應。亞高溫強光脅迫負調(diào)控SlMYB308(與光誘導有關)、正調(diào)控SlMYB3061、SlMYB3062、 SlMYB3063(與氣孔和ABA有關)和SIMYB340(與溫度有關)。受亞高溫強光脅迫后,外源ABA負調(diào)控SlMYB308、SIMYB3061、SIMYB3062和SIMYB3063基因,正調(diào)控SlMYB340。5.明確亞高溫強光脅迫下ABA對番茄葉片水-水循環(huán)的影響。亞高溫強光脅迫下,外源噴施ABA會減緩O2·-的產(chǎn)生、H2O2和MDA的積累,同時也提高了抗氧化酶(CAT、 POD、SOD、APX、GR、DHAR和MDHAR)的活性及抗氧化劑含量,參與了 AsA-GSH循環(huán)的調(diào)控,增強了植株對活性氧的清除能力,從而減輕植株損傷程度。
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【學位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S641.2

【參考文獻】

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本文編號：2347005