乙烯參與外源鈣誘導鹽脅迫條件下黃瓜外植體不定根發(fā)生機理研究
發(fā)布時間：2020-12-09 01:07
在植物生長發(fā)育過程中,鹽脅迫作為一種危害極強的非生物脅迫,對植物的生長發(fā)育過程產生了極為嚴重的影響。尤其在農作物生產過程中,鹽脅迫會導致農產品的產量和品質降低,嚴重的鹽脅迫甚至會造成農作物死亡,從而致使農產品絕收。鈣和乙烯是植物體信號轉導過程中重要的信號物質,大量研究表明鈣和乙烯通過參與到植物各項生理生化及生長發(fā)育過程。同時,鈣和乙烯在植物體抵御生物和非生物脅迫的過程當中也占據著極為重要的地位。然而在鹽脅迫條件下黃瓜外植體不定根發(fā)生過程中,鈣和乙烯的相互作用是否會通過調控植物響應鹽脅迫從而影響黃瓜外植體不定根的發(fā)生這一過程仍然不明確。因此,本試驗以鹽脅迫條件下黃瓜外植體不定根發(fā)生為背景,通過對黃瓜外植體內源乙烯合成及信號轉導,鈉離子轉運等相關指標測定,對鈣和乙烯相互作用緩解鹽脅迫對不定根發(fā)生抑制的相關機理進行研究,以為鈣和乙烯相互作用緩解植物鹽脅迫提供一定的理論依據。主要研究結果如下:1.研究了鈣和乙烯對鹽脅迫條件下黃瓜外植體不定根發(fā)生的影響。結果表明,低濃度的NaCl可以促進黃瓜外植體不定根的發(fā)生,然而隨著NaCl濃度的升高,黃瓜外植體不定根的發(fā)生受到顯著抑制。試驗篩選13 mM N...
【文章來源】：甘肅農業(yè)大學甘肅省
【文章頁數】：107 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
植物體乙烯合成通路
本試驗技術路線圖如圖1-2所示,試驗在鹽脅迫條件下,對乙烯是否參與鈣離子誘導不定根發(fā)生,鈣離子對黃瓜外植體不定根發(fā)生過程中內源乙烯合成的影響,鈣離子是否影響黃瓜外植體中蛋白質之間的互作等問題展開研究,從而探索鈣離子和乙烯的相互作用是否會影響上述過程從而調控黃瓜外植體不定根發(fā)生。鈣離子作為一種多功能的信號分子參與植物的眾多生長發(fā)育過程。大量研究表明鈣離子在植物的生長[117,118]和發(fā)育過程中扮演了十分重要的角色[119-121]。此外,鈣離子還可以通過調控細胞溶質的游離鈣離子濃度來響應植物抵御非生物脅迫的過程,鈣離子在不同植物中抵御各種非生物脅迫的過程已經被大量的研究[122,123]。例如,Khan等[124]研究結果表明通過外源添加鈣離子可以反轉蕓苔屬植物幼苗干旱脅迫條件下導致的生理學損傷。在酸棗樹種苗生長過程中,外源添加鈣可以通過降低植物體中各個器官的的鈉離子含量的同時增加鉀、鈣和鎂離子含量來緩解鹽脅迫對植物的影響。Feng等[74]發(fā)現FERONIN(FER)調控的鈣離子信號可以通過維持鹽脅迫條件下的細胞壁穩(wěn)定性來保護根細胞。此外,鈣離子在調控植物不定根發(fā)生的過程中也起到非常重要的作用,例如,鈣離子可以與NO[77,78]、H2O2[124,125]、及CH4發(fā)生互作[79]來誘導脅迫條件和正常條件下的不定根發(fā)生。Niu等[78]發(fā)現鈣離子可以通過增強植物水勢、光合作用和抗氧化酶活性來緩解滲透脅迫對NO誘導黃瓜外植體不定根發(fā)生過程中的抑制作用。
不同濃度Na Cl對黃瓜外植體不定根發(fā)生的影響如圖2-1所示。從根數指標可見(圖2-1 A),與對照CK相比低濃度的Na Cl能夠促進黃瓜外植體不定根的生成,Na Cl濃度為9 m M和11 m M時的單株平均生根數分別為12.10和10.77,相比與CK分別提高了19.80%和6.63%,但三者之間生根數沒有顯著差異。隨著Na Cl濃度逐漸升高,黃瓜外植體生根數呈現逐漸下降的趨勢,13 m M、15 m M和17 m M三個Na Cl濃度處理的平均生根數分別為5.87、3.50和1.63,與CK相比分別減少了41.88%、65.00%及83.86%。對根長的影響如圖2-1(B)所示,低濃度的Na Cl可以提高黃瓜外植體不定根的根長,與CK根長9.33 cm相比,9 m M和11 m M Na Cl處理平均根長分別提高了22.50%和3.97%。隨著Na Cl濃度的提高,不定根伸長受到顯著抑制,13 m M、15 m M及17 m M的Na Cl處理平均根長分別為5.63cm、3.17cm及1.03cm,相比CK分別降低了39.66%、66.07%及88.96%。圖2-1(C)為不同Na Cl對黃瓜外植體鮮重的影響。與對照CK相比,9 m M的Na Cl處理能顯著提高黃瓜外植體鮮重,但隨著鹽濃度的逐漸升高,黃瓜外植體鮮重逐漸減小。當Na Cl濃度提升到13 m M、15 m M及17 m M時顯著降低了單株鮮重,與對照相比,鮮重分別降低了6.61%、19.82%及19.82%。綜合以上指標分析,低濃度Na Cl會促進黃瓜外植體不定根發(fā)生,而隨著鹽濃度的升高會逐漸抑制不定根的發(fā)生,本試驗選取13 m M Na Cl脅迫濃度作為中度脅迫濃度進行后續(xù)試驗。
本文編號：2905989
【文章來源】：甘肅農業(yè)大學甘肅省
【文章頁數】：107 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
植物體乙烯合成通路
本試驗技術路線圖如圖1-2所示,試驗在鹽脅迫條件下,對乙烯是否參與鈣離子誘導不定根發(fā)生,鈣離子對黃瓜外植體不定根發(fā)生過程中內源乙烯合成的影響,鈣離子是否影響黃瓜外植體中蛋白質之間的互作等問題展開研究,從而探索鈣離子和乙烯的相互作用是否會影響上述過程從而調控黃瓜外植體不定根發(fā)生。鈣離子作為一種多功能的信號分子參與植物的眾多生長發(fā)育過程。大量研究表明鈣離子在植物的生長[117,118]和發(fā)育過程中扮演了十分重要的角色[119-121]。此外,鈣離子還可以通過調控細胞溶質的游離鈣離子濃度來響應植物抵御非生物脅迫的過程,鈣離子在不同植物中抵御各種非生物脅迫的過程已經被大量的研究[122,123]。例如,Khan等[124]研究結果表明通過外源添加鈣離子可以反轉蕓苔屬植物幼苗干旱脅迫條件下導致的生理學損傷。在酸棗樹種苗生長過程中,外源添加鈣可以通過降低植物體中各個器官的的鈉離子含量的同時增加鉀、鈣和鎂離子含量來緩解鹽脅迫對植物的影響。Feng等[74]發(fā)現FERONIN(FER)調控的鈣離子信號可以通過維持鹽脅迫條件下的細胞壁穩(wěn)定性來保護根細胞。此外,鈣離子在調控植物不定根發(fā)生的過程中也起到非常重要的作用,例如,鈣離子可以與NO[77,78]、H2O2[124,125]、及CH4發(fā)生互作[79]來誘導脅迫條件和正常條件下的不定根發(fā)生。Niu等[78]發(fā)現鈣離子可以通過增強植物水勢、光合作用和抗氧化酶活性來緩解滲透脅迫對NO誘導黃瓜外植體不定根發(fā)生過程中的抑制作用。
不同濃度Na Cl對黃瓜外植體不定根發(fā)生的影響如圖2-1所示。從根數指標可見(圖2-1 A),與對照CK相比低濃度的Na Cl能夠促進黃瓜外植體不定根的生成,Na Cl濃度為9 m M和11 m M時的單株平均生根數分別為12.10和10.77,相比與CK分別提高了19.80%和6.63%,但三者之間生根數沒有顯著差異。隨著Na Cl濃度逐漸升高,黃瓜外植體生根數呈現逐漸下降的趨勢,13 m M、15 m M和17 m M三個Na Cl濃度處理的平均生根數分別為5.87、3.50和1.63,與CK相比分別減少了41.88%、65.00%及83.86%。對根長的影響如圖2-1(B)所示,低濃度的Na Cl可以提高黃瓜外植體不定根的根長,與CK根長9.33 cm相比,9 m M和11 m M Na Cl處理平均根長分別提高了22.50%和3.97%。隨著Na Cl濃度的提高,不定根伸長受到顯著抑制,13 m M、15 m M及17 m M的Na Cl處理平均根長分別為5.63cm、3.17cm及1.03cm,相比CK分別降低了39.66%、66.07%及88.96%。圖2-1(C)為不同Na Cl對黃瓜外植體鮮重的影響。與對照CK相比,9 m M的Na Cl處理能顯著提高黃瓜外植體鮮重,但隨著鹽濃度的逐漸升高,黃瓜外植體鮮重逐漸減小。當Na Cl濃度提升到13 m M、15 m M及17 m M時顯著降低了單株鮮重,與對照相比,鮮重分別降低了6.61%、19.82%及19.82%。綜合以上指標分析,低濃度Na Cl會促進黃瓜外植體不定根發(fā)生,而隨著鹽濃度的升高會逐漸抑制不定根的發(fā)生,本試驗選取13 m M Na Cl脅迫濃度作為中度脅迫濃度進行后續(xù)試驗。
本文編號：2905989
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