本文關(guān)鍵詞：云杉幼苗生長(zhǎng)光調(diào)控的生理與分子機(jī)制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光照是植物賴以生長(zhǎng)與發(fā)育的基本要素。光不僅是光合作用的能量來源,還作為一種信號(hào),能激活光受體,通過信號(hào)傳遞控制基因表達(dá)、蛋白質(zhì)合成及細(xì)胞代謝,在植物生理代謝活動(dòng)中起著十分重要的作用。不同的光照因素也調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育,形成了不同植物種對(duì)光照的適應(yīng)特性。闡明光調(diào)控的生理與分子機(jī)制對(duì)于深入認(rèn)識(shí)光控生長(zhǎng)的生物學(xué)原理、規(guī)律和發(fā)展更高效的光控植株生長(zhǎng)技術(shù)具有重要的理論與實(shí)際意義。適當(dāng)?shù)墓庹諚l件管理可以有效延長(zhǎng)云杉屬等樹種的生長(zhǎng),從而提高苗木的生產(chǎn)效率。研究以多個(gè)云杉種的種源、家系、無性系為材料,在多種光控對(duì)比試驗(yàn)基礎(chǔ)上,分析苗木生長(zhǎng)、營養(yǎng)、激素、轉(zhuǎn)錄組水平的差異表現(xiàn),以闡明光照因素對(duì)苗木的作用機(jī)制與效果,優(yōu)化控制技術(shù),為優(yōu)良云杉種質(zhì)苗木的高效繁育提供理論與技術(shù)基礎(chǔ)。研究結(jié)果顯示：(1)通過延長(zhǎng)光照時(shí)間,有效防止了云杉苗早期封頂,延長(zhǎng)其生長(zhǎng)期。苗木經(jīng)補(bǔ)光后苗高、地徑、新稍長(zhǎng)和側(cè)枝數(shù)等生長(zhǎng)性狀指標(biāo)均顯著優(yōu)于對(duì)照,大大縮短了育苗周期。在補(bǔ)光過程中存在遺傳與環(huán)境的互作效應(yīng)對(duì)苗木生長(zhǎng)的影響。如家系與補(bǔ)光的互作效應(yīng)。(2)補(bǔ)光影響植物的生理活性,從而影響苗木生長(zhǎng)發(fā)育。通過補(bǔ)光顯著促進(jìn)了赤霉素和生長(zhǎng)素積累,從而促進(jìn)苗木快速生長(zhǎng)。補(bǔ)光顯著影響礦質(zhì)元素的積累,尤其是磷含量。(3)補(bǔ)光過程中不同光質(zhì)對(duì)云杉苗生長(zhǎng)促進(jìn)效應(yīng)不同。光質(zhì)主要通過影響葉片光合器官的活性和卡爾文本森循環(huán)酶的活性或者相關(guān)基因表達(dá)來改變植物的光合作用。光質(zhì)能引起PSⅡ和PSⅠ的光吸收不平衡和隨后的兩個(gè)光系統(tǒng)的電子流的不平衡。和紅光、復(fù)合光相比,遠(yuǎn)紅光和藍(lán)光主要影響光合酶活性,抑制光反應(yīng)光合電子傳遞導(dǎo)致凈光合速率Pn比復(fù)合光要低。藍(lán)光處理還影響赤霉素和光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制生長(zhǎng)。(4)光誘導(dǎo)綠色植物生長(zhǎng)發(fā)育模式主要是通過光調(diào)節(jié)基因表達(dá)變化而變化。和藍(lán)光相比,歐洲云杉在紅光下具有較高的赤霉素(GAs)水平和較低的生長(zhǎng)素(IAA)水平。這可能和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序鑒定的與植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的差異基因有關(guān)。差異基因在藍(lán)光下廣泛的上調(diào)。AUXIN-RESISTANT 1(AUX1), AUX/IAA基因,生長(zhǎng)素誘導(dǎo)基因和早期生長(zhǎng)素響應(yīng)基因(ARF和SAUR)都在藍(lán)光下上調(diào),可能引起藍(lán)光下云杉具有較高水平的IAA。DELLA和PIF3,負(fù)向調(diào)節(jié)赤霉素信號(hào)也在藍(lán)光下上調(diào),這可能與藍(lán)光下GAs水平較紅光下低。光質(zhì)還通過影響次生代謝物影響內(nèi)源激素。藍(lán)光促進(jìn)苯丙素生物合成、苯基丙氨酸代謝,黃酮類化合物生物合成和黃酮和黃酮醇生物合成,這些路徑中大部分基因在藍(lán)光下上調(diào)。這些次生代謝物和植物的防御有關(guān),可能降低植物生長(zhǎng)利用的初級(jí)代謝物。夜間給云杉補(bǔ)光促進(jìn)生長(zhǎng)素、赤霉素積累,影響礦質(zhì)元素代謝,補(bǔ)光的有效光譜影響光合器官活性和相關(guān)酶活性、內(nèi)源激素和次生代謝物相關(guān)基因表達(dá),從而影響植物的光合效率以調(diào)控云杉生長(zhǎng)發(fā)育。家系、種源遺傳分化及其對(duì)光照時(shí)間改變的表型可塑性共同作用導(dǎo)致云杉不同種源、家系的生長(zhǎng)對(duì)補(bǔ)光的響應(yīng)不同,可以通過對(duì)比選育出適應(yīng)補(bǔ)光環(huán)境的家系、種源,這讓在補(bǔ)光條件下選育苗期速生型優(yōu)良家系、種源成為一種可能。本研究對(duì)認(rèn)識(shí)光調(diào)控云杉生長(zhǎng)機(jī)制和優(yōu)良種質(zhì)的高效繁殖具有理論和實(shí)踐意義。
【關(guān)鍵詞】：云杉 補(bǔ)光處理 光質(zhì) 內(nèi)源激素 營養(yǎng)元素 轉(zhuǎn)錄組
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S791.18
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 樹木生長(zhǎng)光調(diào)控研究進(jìn)展11-21
• 1.1 光周期控制莖干延長(zhǎng)、休眠誘導(dǎo)和抗寒性鍛煉11-12
• 1.2 光質(zhì)和光強(qiáng)也控制莖干伸長(zhǎng)12-14
• 1.3 光受體與光形態(tài)建成14-15
• 1.4 光受體、生物節(jié)律鐘和CO-FT調(diào)節(jié)子的聯(lián)系15-17
• 1.5 光形態(tài)建成過程中的激素調(diào)節(jié)17-18
• 1.6 光周期控制生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)譜分析18-19
• 1.7 研究假設(shè)與擬探討的主要問題19-21
• 2 青海云杉家系幼苗的生長(zhǎng)和礦質(zhì)元素對(duì)補(bǔ)光的響應(yīng)21-31
• 2.1 試驗(yàn)材料和方法21-23
• 2.1.1 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)地點(diǎn)21
• 2.1.2 補(bǔ)光試驗(yàn)設(shè)計(jì)21-22
• 2.1.3 育苗試驗(yàn)設(shè)計(jì)22
• 2.1.4 測(cè)量方法22
• 2.1.5 數(shù)據(jù)分析方法22-23
• 2.2 結(jié)果分析23-29
• 2.2.1 補(bǔ)光對(duì)不同家系生物量的影響23
• 2.2.2 補(bǔ)光對(duì)不同家系礦質(zhì)元素的影響23-24
• 2.2.3 家系與補(bǔ)光的互作效應(yīng)24
• 2.2.4 家系生物量與礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性24-29
• 2.3 小結(jié)29-31
• 3 歐洲云杉不同種源苗對(duì)補(bǔ)光的生長(zhǎng)生理響應(yīng)31-39
• 3.1 材料與方法31-34
• 3.1.1 試驗(yàn)材料,試驗(yàn)地點(diǎn)和補(bǔ)光光源31
• 3.1.2 苗木培育管理31-32
• 3.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.4 調(diào)查指標(biāo)33
• 3.1.5 統(tǒng)計(jì)分析33-34
• 3.2 結(jié)果與分析34-37
• 3.2.1 補(bǔ)光與對(duì)照處理下歐洲云杉苗木生長(zhǎng)對(duì)比34
• 3.2.2 補(bǔ)光與對(duì)照處理下歐洲云杉苗木內(nèi)源激素、多酚類物質(zhì)含量差異34
• 3.2.3 補(bǔ)光處理下歐洲云杉苗木生長(zhǎng)響應(yīng)34-35
• 3.2.4 補(bǔ)光處理下歐洲云杉苗木內(nèi)源激素和多酚類物質(zhì)含量差異35-37
• 3.2.5 補(bǔ)光苗木生長(zhǎng)性狀與內(nèi)源激素和多酚類物質(zhì)含量的相關(guān)關(guān)系37
• 3.3 小結(jié)37-39
• 4 黑云杉不同種源苗的生長(zhǎng)對(duì)補(bǔ)光光源的響應(yīng)39-47
• 4.1 材料方法39-41
• 4.1.1 植物材料、試驗(yàn)地點(diǎn)和育苗設(shè)施39
• 4.1.2 苗木培育39-40
• 4.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)40-41
• 4.1.4 苗木性狀測(cè)量41
• 4.1.5 統(tǒng)計(jì)分析41
• 4.2 結(jié)果分析41-44
• 4.3 小結(jié)44-47
• 5 光質(zhì)對(duì)歐洲云杉光合作用與光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及相關(guān)基因的影響47-57
• 5.1 材料方法47-50
• 5.1.1 植物材料培育與試驗(yàn)布置47
• 5.1.2 苗木生長(zhǎng)生理指標(biāo)調(diào)查47-50
• 5.2 結(jié)果與分析50-55
• 5.2.1 光質(zhì)對(duì)苗木苗高、地徑和側(cè)枝數(shù)生長(zhǎng)的影響50
• 5.2.2 光質(zhì)對(duì)葉綠素、可溶性糖、赤霉素含量、光合酶和光合參數(shù)的影響50-52
• 5.2.3 光質(zhì)對(duì)熒光參數(shù)的影響52-53
• 5.2.5 光質(zhì)對(duì)光合作用及光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá)的影響53-55
• 5.3 小結(jié)55-57
• 6 紅、藍(lán)光對(duì)歐洲云杉生長(zhǎng)和激素代謝調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)錄組研究57-69
• 6.1 材料與方法57-59
• 6.1.1 植物材料培育與試驗(yàn)設(shè)計(jì)57
• 6.1.2 苗木性狀測(cè)量57
• 6.1.3 內(nèi)源激素水平測(cè)定57-58
• 6.1.4 生長(zhǎng)性狀和內(nèi)源激素統(tǒng)計(jì)分析58
• 6.1.5 RNA-seq分析58-59
• 6.2 結(jié)果分析59-68
• 6.2.1 光質(zhì)對(duì)苗木生長(zhǎng)性狀影響59-60
• 6.2.2 光質(zhì)對(duì)苗木內(nèi)源激素的影響60
• 6.2.3 RNA-seq分析60-68
• 6.3 小結(jié)68-69
• 7 討論69-79
• 8 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-91
• 個(gè)人簡(jiǎn)介91-93
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介193-95
• 導(dǎo)師間介295-97
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介397-99
• 致謝99-100
• 附表100-10

【相似文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：云杉幼苗生長(zhǎng)光調(diào)控的生理與分子機(jī)制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：286900