番茄(Lycopersicon esculentum.Mill)為喜光作物,在冬春設(shè)施栽培中常遭遇弱光脅迫,嚴(yán)重影響其早期形態(tài)建成。為明確弱光對(duì)番茄幼苗生長發(fā)育的影響及其耐弱光機(jī)制,本研究在人工氣候室條件下,以600μmol·m~(-2)·s~(-1)光強(qiáng)為對(duì)照,100μmol·m~(-2)·s~(-1)光強(qiáng)為處理,從15個(gè)番茄品種中篩選得到耐弱光番茄品種‘YF’和弱光敏感品種‘906’,并從植株生長發(fā)育、抗氧化系統(tǒng)、光合電子傳遞和轉(zhuǎn)錄組學(xué)等方面進(jìn)一步研究。主要結(jié)果如下:1.弱光下15個(gè)番茄品種的株高、莖粗、干鮮物質(zhì)量、壯苗指數(shù)、總?cè)~綠素含量和凈光合速率的變異系數(shù)在-108.16%~73.10%之間,且各指標(biāo)具有一定相關(guān)性,采用主成分分析法計(jì)算特征向量并得到15個(gè)番茄品種的綜合評(píng)價(jià)值,之后使用聚類分析將15個(gè)品種劃分為4個(gè)等級(jí),分別得到弱光敏感品種‘906’和耐弱光品種‘YF’。2.弱光脅迫導(dǎo)致‘906’和‘YF’兩品種番茄幼苗生長受阻,表現(xiàn)為植株干鮮重、葉面積、根系構(gòu)型參數(shù)和根系活力顯著降低;全株N、P和K含量顯著升高,Ca含量則減少;H_2O_2和O_2~-含量減少,SOD和CAT活性降低,POD活性升高,MDA則無顯著差異。3.弱光下‘906’和‘YF’的葉綠素含量均顯著增加,葉片厚度降低,柵欄組織/海綿組織增加;葉片對(duì)紅橙光和藍(lán)紫光吸收比例增加,表現(xiàn)為PSII單位反應(yīng)中心吸收光能(ABS/RC)增加,但PSI和PSII實(shí)際量子產(chǎn)量和電子傳遞速率降低,熱耗散增加,PSI受體側(cè)受到嚴(yán)重抑制。4.與弱光敏感品種‘906’相比,耐弱光番茄品種‘YF’的生物量變化幅度較小,葉片較厚,捕光色素蛋白(LHCb1)表達(dá)量升高,植株葉片對(duì)紅橙光、藍(lán)紫光和遠(yuǎn)紅光吸收率增加;其較高的PQ size和鐵氧還原蛋白(Fd)表達(dá)量增強(qiáng)了光系統(tǒng)間電子傳遞效率,環(huán)式電子傳遞(CEF)的增加則減輕了PSI受體側(cè)氧化脅迫程度。5.通過弱光敏感和耐弱光番茄品種的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析發(fā)現(xiàn),差異基因主要富集在了MAPK、激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、苯丙酸生物合成和淀粉蔗糖代謝通路,且與弱光敏感品種相比,耐弱光番茄品種的SlCaM2和HY5表達(dá)量特異性上調(diào),具有潛在的提高耐弱光能力的作用。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S641.2
【部分圖文】：

不同番茄品種對(duì)弱光生理響應(yīng)差異的研究14表6各品種的綜合指標(biāo)(CI)、隸屬函數(shù)值(μ)、權(quán)重(μj)和綜合評(píng)價(jià)值(D)Table6Comprehensiveindex(CI),membershipfunctionvalue(mu),weight(uj)andcomprehensiveevaluationvalue(D)ofeachvariety編號(hào)NO.CI(1)CI(2)μ(1)μ(2)D159.666-27.0170.289-1.007-0.186274.240-0.9711.0810.2510.777347.480-15.061-0.717-0.047-0.471440.313-28.510-0.823-0.730-0.789574.062-0.2881.0720.2440.769648.924-55.0270.080-2.508-0.868763.17013.575-0.0531.4160.485854.552-11.501-0.3150.042-0.184965.415-4.6260.5890.2110.4511066.308-2.4710.8600.3220.6631131.925-12.927-1.9900.451-1.0951235.059-7.467-1.8900.745-0.9241378.4257.6161.1670.6900.9921467.87911.3030.5601.1090.7611554.798-32.3720.089-1.191-0.380圖1基于主成分分析的耐弱光聚類Fig.1Weaklighttoleranceclusteringbasedonprincipalcomponentanalysis3.2弱光對(duì)不同品種番茄幼苗生長發(fā)育和光系統(tǒng)活性的影響3.2.1對(duì)地上部和地下部生長發(fā)育的影響由表7和圖2可知，弱光下‘906’植株較高，‘YF’株高則較低，但兩者之間無顯著差異；兩品種植株莖粗和干鮮物質(zhì)量均顯著減小，與對(duì)照相比，‘906’和‘YF’的莖

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文15粗分別降低11.0%和8.0%，鮮物質(zhì)量分別降低47.9%和38.9%，干物質(zhì)量分別降低69.3%和61.2%。弱光下‘906’植株增高，莖稈變細(xì)，徒長明顯，而‘YF’變化幅度較小，同時(shí)兩品種的干物質(zhì)量降低幅度均大于鮮物質(zhì)量，說明弱光下植株含水量增加。表7弱光對(duì)不同品種番茄形態(tài)指標(biāo)的影響Table7Effectofweaklightontomatomorphologicalindexesofdifferenttomatovarieties處理Treatments株高Plantheight（cm）莖粗Stemdiameter（mm）鮮物質(zhì)量Freshweightofplant（g）干物質(zhì)量Dryweightofplant（g）CK90628.60±0.56c8.45±0.32a77.26±1.43a7.87±0.11bYF38.07±0.42a7.84±0.11b78.12±0.49a8.47±0.06aWL90638.83±0.60a7.52±0.14bc40.26±1.11c2.42±0.11dYF36.67±0.46b7.21±0.08c47.75±1.01b3.29±0.05c圖2弱光對(duì)不同品種番茄生長的影響Fig.2Effectofweaklightonthegrowthofdifferenttomatovarieties圖3弱光對(duì)不同品種番茄葉面積的影響Fig.3Effectofweaklightonleafareaofdifferenttomatovarietiesaacb0200400600800100012001400906YF葉面積Leafarea(cm2)品種VarietiesCKWL

不同番茄品種對(duì)弱光生理響應(yīng)差異的研究16圖4弱光對(duì)不同品種番茄葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響（PT，柵欄組織；SPT，海綿組織）Fig.4Effectofweaklightonleafanatomicalstructureofdifferenttomatovarieties(PT,palisadetissue;SPT,spongetissue)由圖3可知，弱光處理下，兩品種葉面積顯著降低，其中耐弱光品種‘YF’降低幅度較校由圖4和表8可知，弱光下兩品種葉片內(nèi)部空隙增大，且柵欄組織和海綿組織嚴(yán)重脫水，同時(shí)弱光下‘906’葉片厚度和柵欄組織厚度顯著降低，‘YF’變化幅度則較校表8弱光對(duì)不同品種番茄葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響Table8Effectofweaklightonleafanatomicalstructureofdifferenttomatovarieties處理Treatments葉片厚度Leafthickness(μm)柵欄組織Palisadetissuethickness(μm)海綿組織Spongytissuethickness(μm)CK906178.87±2.21b65.73±1.68b93.00±6.71cYF261.03±13.90a97.80±4.29a136.23±6.14aWL906111.93±6.88c44.17±0.55c64.20±6.62dYF246.37±10.76a100.30±3.21a119.37±6.43b由圖5可知，弱光下‘906’和‘YF’的根系活力均明顯降低，且‘906’降低幅度較大。對(duì)番茄幼苗根系進(jìn)行量化處理發(fā)現(xiàn)（表9），弱光下植株根系生物量顯著降低，‘906’和‘YF’的根長度分別降低70.2%和60.1%；根系表面積分別降低85.5%和69.8%；根系體積分別降低85.9%和70.6%；根尖數(shù)分別降低60.3%%和50.4%；分叉數(shù)分別降低68.5%和62.0%。說明與‘906’相比，弱光下‘YF’的根系形態(tài)變化幅度較校
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2873263