干旱胁迫及复水对‘红阳’猕猴桃幼苗生理和相关基因表达的影响

发布时间：2017-10-18 10:26

  本文关键词：干旱胁迫及复水对‘红阳’猕猴桃幼苗生理和相关基因表达的影响

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【摘要】：我国西南地区果树在生长发育过程中经常受到伏旱灾害的胁迫,而伏旱出现时期正是猕猴桃生长旺盛、抗旱能力弱、需水量大的时期。其中我国西南地区的四川东部和南部以及重庆地区是伏旱灾害的多发区与重灾区,具有伏旱灾害发生的频率高、受害区域面积大的特点,而且近年来由于全球气候变暖,这些地区的伏旱灾害也显现出了越来越严重的趋势。在干旱灾害发生严重而且频繁的西南地区,土壤中的水分是影响果树生长发育的主要因素。干旱胁迫不仅影响着果树叶片的气孔关闭、光合作用、渗透调节物质的积累以及抗氧化酶活性等生理生化变化,而且最终导致果树的产量下降甚至绝收,所以,研究西南干旱灾害地区果树的抗旱性迫在眉睫。本试验以‘红阳’猕猴桃(Actininia chinensis cv.Red Sun)品种组培幼苗为实验材料,通过控水法对其进行干旱胁迫,以正常供水为对照,在胁迫期间和复水后分别进行取样,测定生理指标和干旱胁迫相关基因表达情况。最后利用数据分析软件,分析各时期生理指标的变化以及与干旱胁迫相关基因表达量的变化,得到此品种在干旱胁迫下的生长变化情况,为今后猕猴桃的栽培和抗性评价提供了理论依据。主要研究结果如下：(1)处于干旱胁迫条件下的‘红阳’猕猴桃幼苗,其叶片中的叶绿素整体呈现出降解的趋势,而叶片的相对电导率不断的增大,同时叶片内的丙二醛(MDA)可溶性糖、可溶性蛋白质及游离的脯氨酸等渗透调节类物质在体内大量积累,但是积累量达到一定胁迫时期也会出现下降,根系活力与抗氧化酶活性表现出先上升后下降的趋势,表明其抗旱性可能具有一定的阈值,在其达到一定的胁迫阶段时,植株组织和细胞会受到严重破坏。(2)胁迫后复水对改善猕猴桃的生长状况有一定的效果,但是效果取决于复水时期的选择,超过了受胁迫的阈值范围即复水时间过晚,会无法挽回干旱胁迫对‘红阳’猕猴桃幼苗造成的伤害,即使复水后也无法使其恢复到胁迫前的生长发育状态。(3)干旱胁迫对猕猴桃幼苗的光合特性造成了一定的伤害。胞间二氧化碳浓度一直处于上升的趋势,叶片的蒸腾速率不断下降,而净光合速率和气孔导度表现出先升后降的趋势,PS Ⅱ最大光化学量子产量在胁迫的第9天出现下降,表现出受到胁迫后轻微的补偿效应,之后的胁迫则造成了植株叶片光合能力的不断下降。(4)从本试验中各相关抗旱基因的实时荧光定量表达可以看出,干旱胁迫会诱导‘红阳’猕猴桃幼苗叶片中相关抗旱基因的表达,但是表达量高低不一,作为脯氨酸代谢通路中的关键基因P5CS的表达量较其他基因都要高。
【关键词】：干旱胁迫 复水 ‘红阳’猕猴桃
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S663.4
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 文献综述10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 植物抗旱性研究概况10-16
• 1.2.1 干旱对植物生理生化机制的影响11-12
• 1.2.2 干旱对植物分子机制的影响12-14
• 1.2.3 干旱对植物的伤害机理14-15
• 1.2.4 植物的抗旱机理15-16
• 1.3 植物体内脯氨酸合成代谢研究概况16-18
• 1.3.1 干旱胁迫下脯氨酸在植物体内的作用16-17
• 1.3.2 植物体内脯氨酸的合成途径17-18
• 1.4 干旱胁迫后复水对植物生理生化指标的影响18-19
• 1.5 试验目的和意义19-20
• 2 材料与方法20-28
• 2.1 试验材料与处理20-22
• 2.1.1 试验选材与实验地点20
• 2.1.2 组培试验材料的快繁20-22
• 2.1.3 试验技术路线22
• 2.1.4 对‘红阳’猕猴桃幼苗的干旱胁迫处理及复水22
• 2.2 实验测定内容与方法22-25
• 2.2.1 相对含水量测定22-23
• 2.2.2 叶绿素总含量的测定23
• 2.2.3 相对电导率的测定23
• 2.2.4 丙二醛含量的测定23-24
• 2.2.5 SOD、CAT、POD的粗酶液提取及活性测定24
• 2.2.6 总可溶性蛋白质含量的测定24
• 2.2.7 游离脯氨酸含量的测定24
• 2.2.8 可溶性糖含量的测定24
• 2.2.9 根系活力的测定24
• 2.2.10 光合气体交换指标的测定24
• 2.2.11 叶绿素荧光特性的测定24-25
• 2.3 脯氨酸代谢通路及干旱胁迫相关基因的实时荧光定量25-28
• 2.3.1 引物的设计25-26
• 2.3.2 RNA的提取及cDNA的转录26-27
• 2.3.3 实时荧光定量27-28
• 3 结果与分析28-41
• 3.1 干旱胁迫及复水对‘红阳’猕猴桃的生理生化效应28-38
• 3.1.1 干旱胁迫及复水对土壤含水量和‘红阳’猕猴桃叶片组织含水量的影响28-29
• 3.1.2 干旱胁迫及复水对‘红阳’猕猴桃幼苗叶片叶绿素总含量的影响29-30
• 3.1.3 干旱胁迫及复水对‘红阳’猕猴桃幼苗根系活力的影响30-31
• 3.1.4 干旱胁迫及复水对‘红阳’猕猴桃幼苗叶片可溶性糖与可溶性蛋白含量的影响31-32
• 3.1.5 干旱胁迫及复水对‘红阳’猕猴桃幼苗叶片相对电导率与MDA含量的影响32-33
• 3.1.6 干旱胁迫及复水对‘红阳’猕猴桃幼苗叶片SOD、CAT和POD酶活性的影响33-36
• 3.1.7 干旱胁迫及复水对‘红阳’猕猴桃幼苗叶片光合特性的影响36-37
• 3.1.8 干旱胁迫对‘红阳’猕猴桃叶片光化学效率的影响37-38
• 3.2 干旱胁迫对‘红阳’猕猴桃幼苗叶片游离脯氨酸含量及几个相关基因表达量的影响38-41
• 3.2.1 ‘红阳’猕猴桃幼苗叶片中脯氨酸含量的变化38-39
• 3.2.2 几个相关抗旱基因的实时荧光定量表达39-41
• 4 讨论与结论41-43
• 4.1 干旱胁迫对‘红阳’猕猴桃幼苗生理生化特性的影响41
• 4.2 干旱胁迫对‘红阳’猕猴桃幼苗叶片光合特性的影响41-42
• 4.3 干旱胁迫对‘红阳’猕猴桃幼苗叶片相关基因表达的影响42
• 4.4 复水对‘红阳’猕猴桃幼苗的生理和相关基因表达的影响42-43
• 5 小结与展望43-45
• 参考文献45-50
• 致谢50

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本文编号：1054394