本文關(guān)鍵詞：白菜型冬油菜抗寒生理響應(yīng)與抗氧化酶基因表達(dá)分析

  更多相關(guān)文章： 冬油菜 低溫 光合生理特性 葉綠素?zé)晒鈪?shù) 基因克隆 表達(dá)分析

【摘要】：白菜型冬油菜是我國西北寒旱區(qū)主要的油料生態(tài)作物,但該地區(qū)冬季酷寒干燥,極端低溫天氣頻發(fā),使其不能安全越冬。本研究以超強(qiáng)抗寒冬油菜(隴油6號(hào)、隴油7號(hào))、強(qiáng)抗寒品種(隴油8號(hào)、隴油9號(hào))和耐寒品種(天油4號(hào)、天油7號(hào))為試材,利用植物生理生化手段和分子生物學(xué)技術(shù)(基因克隆、實(shí)時(shí)熒光定量PCR)分析冬油菜冬前光合特性和越冬期根部生理生化對(duì)低溫的響應(yīng);并克隆和實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測抗氧化酶基因,分析其在低溫脅迫下的表達(dá)變化。將生理生化與分子生物學(xué)研究結(jié)果相結(jié)合,揭示白菜型冬油菜抗寒機(jī)制,為冬油菜抗寒品種選育提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:1.冬前低溫脅迫后,氣孔導(dǎo)度(Gs)、光合速率(Pn)、氣孔限制值(Ls)、蒸騰速率(Tr)、羧化效率(CE)、光能利用效率(LUE)和水分利用效率(WUE)均下降,而胞間二氧化碳濃度(Ci)和胞間二氧化碳濃度/大氣中二氧化碳濃度(Ci/Ca)上升,冬油菜Pn下降主要由非氣孔限制所致。Pn、Gs、LUE和CE在品種間均表現(xiàn)為:耐寒品種(天油4號(hào)、天油7號(hào))抗寒品種(隴油9號(hào))強(qiáng)抗寒品種(隴油8號(hào))超強(qiáng)抗寒品種(隴油6號(hào)、隴油7號(hào));Ci和Ci/Ca的升幅為:超強(qiáng)抗寒品種強(qiáng)抗寒品種抗寒品種耐寒品種;WUE在品種間存在較大差異。2.冬油菜Pn日變化呈不規(guī)則的“單峰”曲線,光合進(jìn)程平穩(wěn),Pn在12:00-14:00時(shí)達(dá)到峰值;Tr、CE和Ls日變化呈“單峰”曲線;LUE日變化呈“V”型曲線;Ci和Gs在品種間存在較大差異。3.低溫脅迫后,冬油菜PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、PSⅡ潛在光化學(xué)活性(Fv/Fo)和PSⅡ的電子傳遞(Fm/Fo)明顯下降,超強(qiáng)抗寒品種降幅最大、光抑制最強(qiáng);冬油菜初始熒光產(chǎn)量(Fo)和最大熒光產(chǎn)量(Fm)呈“下降-上升-下降”的變化;穩(wěn)態(tài)熒光產(chǎn)量(Fs)、光適應(yīng)下最大熒光(Fm')、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(φPSⅡ)和PSII電子傳遞速率(ETR)均下降,超強(qiáng)抗寒品種降幅最大;非光化學(xué)淬滅(NPQ)升高,而耐寒品種(天油4號(hào)、天油7號(hào))的升幅最小。4.低溫使冬油菜葉綠素?zé)晒鈫?dòng)過程中各參數(shù)發(fā)生明顯變化,超強(qiáng)抗寒品種啟動(dòng)最快,PSⅡ電子傳遞活性最強(qiáng),光抑制程度最小,而耐寒品種熱耗散最大。5.低溫脅迫后,超強(qiáng)抗寒和強(qiáng)抗寒品種根部MDA含量呈“上升-下降”的趨勢,SS含量為“上升-下降-上升”趨勢,SP含量下降,超強(qiáng)抗寒品種根部MDA含量最低,SS和SP含量均為超強(qiáng)抗寒品種(隴油6號(hào)、隴油7號(hào))抗寒品種(隴油8號(hào)、隴油9號(hào))耐寒品種(天油4號(hào)、天油7號(hào))。6.低溫脅迫后,冬油菜根部T-SOD、Cu/Zn-SOD、CAT、APX和GR活性增強(qiáng),而POD活性減弱,超強(qiáng)抗寒品種中的各種酶活性最強(qiáng),T-AOC能力為超強(qiáng)抗寒品種(隴油6號(hào)、隴油7號(hào))抗寒品種(隴油8號(hào)、隴油9號(hào))耐寒品種(天油4號(hào)、天油7號(hào))。7.主成分分析表明Pn和CE是反映白菜型冬油菜低溫響應(yīng)的主要因素,CE和WUE是反映冬油菜光合日變化的主要指標(biāo);暗適應(yīng)下的Fv/Fm、Fv/Fo和Fm/Fo與光適應(yīng)下的φPSⅡ和Fs是冬油菜葉綠素?zé)晒忭憫?yīng)低溫的主要指標(biāo);Fs和φPSII是影響冬油菜葉綠素?zé)晒鈫?dòng)的主要指標(biāo);APX、Cu/Zn-SOD和GR活性是影響冬油菜根部抗寒能力的主要因素;超強(qiáng)抗寒品種光合能力和葉綠素?zé)晒鈪?shù)低溫響應(yīng)最弱,但葉綠素?zé)晒鈫?dòng)和根部抗寒能力綜合評(píng)價(jià)為:超強(qiáng)抗寒品種(隴油6號(hào)、隴油7號(hào))抗寒品種(隴油8號(hào)、隴油9號(hào))耐寒品種(天油4號(hào)、天油7號(hào))。8.從隴油7號(hào)中克隆到APX、Cu/Zn-SOD和Fe-SOD,實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析為,低溫下APX和Cu/Zn-SOD的表達(dá)量和酶活性均提高,且超強(qiáng)抗寒品種高于耐寒品種,APX和Cu/Zn-SOD是低溫誘導(dǎo)表達(dá)基因;Fe-SOD半定量和相對(duì)定量分析,在4℃時(shí),Fe-SOD上調(diào)表達(dá),在-4℃和-8℃時(shí),其表達(dá)量急劇下降,且耐寒品種的表達(dá)量高于超強(qiáng)抗寒性品種;根部總SOD酶活性高于葉片,超強(qiáng)抗寒品種總SOD高于耐寒品種。
【關(guān)鍵詞】：冬油菜 低溫 光合生理特性 葉綠素?zé)晒鈪?shù) 基因克隆 表達(dá)分析
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)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)】：S565.4
【目錄】：

• 摘要2-4
• Abstract4-6
• 縮略詞表6-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-23
• 1 植物抗寒生理基礎(chǔ)研究進(jìn)展10-15
• 1.1 低溫對(duì)植物光合生理方面的影響10-13
• 1.2 低溫脅迫對(duì)植物生理生化特性的影響13-15
• 2 植物抗寒的分子機(jī)理研究進(jìn)展15-19
• 2.1 抗凍蛋白基因16
• 2.2 冷誘導(dǎo)基因16-17
• 2.3 脂肪酸去飽和酶基因17
• 2.4 抗氧化酶活性基因17-18
• 2.5 滲透調(diào)節(jié)基因18-19
• 3 白菜型冬油菜研究概況19-20
• 4 本研究的目的意義及技術(shù)路線20-23
• 4.1 研究意義20
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)20-22
• 4.3 技術(shù)路線22-23
• 第二章 低溫對(duì)白菜型冬油菜光合生理特性的影響23-59
• 1 試驗(yàn)材料與方法23-25
• 1.1 試驗(yàn)材料23
• 1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)23
• 1.3 試驗(yàn)方法23-25
• 1.4 數(shù)據(jù)分析方法25
• 2 結(jié)果與分析25-50
• 2.1 低溫對(duì)白菜型冬油菜葉綠素總含量的影響25
• 2.2 低溫對(duì)白菜型冬油菜光合特性的影響25-34
• 2.3 低溫對(duì)白菜型冬油菜光合指標(biāo)日變化的影響34-50
• 3 討論50-59
• 3.1 低溫對(duì)白菜型冬油菜葉綠素總含量的影響50-51
• 3.2 低溫對(duì)白菜型冬油菜光合指標(biāo)的影響51-54
• 3.3 低溫對(duì)白菜型冬油菜光合指標(biāo)日變化的影響54-59
• 第三章 低溫對(duì)白菜型冬油菜葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響59-86
• 1 試驗(yàn)材料與方法59-61
• 1.1 試驗(yàn)材料59
• 1.2 試驗(yàn)方法59-61
• 1.3 數(shù)據(jù)分析方法61
• 2 結(jié)果與分析61-82
• 2.1 低溫對(duì)暗適應(yīng)下白菜型冬油菜F0等葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響61-66
• 2.2 低溫對(duì)暗適應(yīng)下白菜型冬油菜NPQ等葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響66-67
• 2.3 暗適應(yīng)下白菜型冬油菜葉綠素?zé)晒鈪?shù)低溫響應(yīng)綜合評(píng)價(jià)67-69
• 2.4 低溫對(duì)光適應(yīng)下白菜型冬油菜Fs等葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響69-74
• 2.5 低溫對(duì)暗適應(yīng)下冬油菜Fo'等葉綠素?zé)晒鈪?shù)啟動(dòng)過程的影響74-82
• 3 討論82-86
• 3.1 低溫對(duì)暗適應(yīng)下白菜型冬油菜葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響82-83
• 3.2 低溫對(duì)光適應(yīng)下白菜型冬油菜葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響83
• 3.3 低溫對(duì)暗適應(yīng)下白菜型冬油菜NPQ等葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響83-84
• 3.4 低溫對(duì)暗適應(yīng)下白菜型冬油菜葉綠素?zé)晒鈪?shù)啟動(dòng)過程的影響84-86
• 第四章 越冬期白菜型冬油菜根部生理生化指標(biāo)對(duì)低溫響應(yīng)86-104
• 1 試驗(yàn)材料與方法86-90
• 1.1 試驗(yàn)材料86
• 1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)86
• 1.3 測定指標(biāo)86-90
• 2 結(jié)果與分析90-99
• 2.1 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部MDA含量的影響90-91
• 2.2 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部SS含量的影響91
• 2.3 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部SP含量的影響91-92
• 2.4 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部SOD活性的影響92-93
• 2.5 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部CAT活性的影響93-94
• 2.6 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部POD活性的影響94-95
• 2.7 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部APX活性的影響95
• 2.8 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部GR活性的影響95-96
• 2.9 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部T-AOC的影響96-97
• 2.10 冬油菜根部生理生化指標(biāo)抗寒性綜合評(píng)價(jià)97-99
• 3.討論99-104
• 3.1 低溫對(duì)白菜性冬油菜根部MDA含量的影響99-100
• 3.2 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部SS含量的影響100-101
• 3.3 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部SP含量的影響101
• 3.4 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部防御體系的影響101-103
• 3.5 低溫對(duì)白菜型冬油菜根部T-AOC能力的影響103
• 3.6 白菜型冬油菜抗寒性綜合評(píng)價(jià)103-104
• 第五章 白菜型冬油菜抗氧化酶基因克隆與表達(dá)分析104-133
• 第一節(jié) 白菜型冬油菜APX克隆、表達(dá)及其活性分析104-115
• 1 材料與方法104-106
• 2 結(jié)果與分析106-113
• 3 討論113-115
• 第二節(jié) 白菜型冬油菜Cu/Zn-SOD克隆及其在低溫條件下的表達(dá)分析115-124
• 1 材料與方法115-117
• 2 結(jié)果與分析117-122
• 3 討論122-124
• 第三節(jié) 白菜型冬油菜Fe-SOD克隆及其在低溫條件下的表達(dá)分析124-133
• 1 材料與方法124-125
• 2 結(jié)果與分析125-131
• 3 討論131-133
• 第六章 全文結(jié)論與研究展望133-136
• 1 全文結(jié)論133-135
• 1.1 冬油菜光合生理指標(biāo)與低溫的關(guān)系133
• 1.2 冬油菜葉綠素?zé)晒鈪?shù)與低溫的關(guān)系133-134
• 1.3 冬油菜根部生理生化指標(biāo)與低溫的關(guān)系134
• 1.4 冬油菜抗氧化酶基因克隆與表達(dá)分析134-135
• 2 研究展望135-136
• 參考文獻(xiàn)136-154
• 致謝154-155
• 個(gè)人簡介155-156
• 導(dǎo)師簡介156-157

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 任旭琴;陳伯清;;低溫下辣椒幼苗光合特性的初步研究[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);2006年06期

2 代玉華,劉訓(xùn)言,孟慶偉,趙世杰;低溫脅迫對(duì)類囊體膜脂代謝的影響[J];植物學(xué)通報(bào);2004年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王瑞雪;低溫對(duì)卷莢相思無性系耐寒生理特征的影響及綜合評(píng)價(jià)[D];福建農(nóng)林大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：810360