水分胁迫下火龙果生理及相关基因表达研究

发布时间：2020-08-04 19:09

【摘要】：火龙果(Hylocereus undatus Britt.)起源于热带,是仙人掌科、量天尺属植物,其营养丰富,保健价值高。火龙果较耐旱,不耐涝,但是水分胁迫是其栽培过程中不可避免的环境胁迫,为了探究其对不同水分梯度的抗性和适应性,本研究以红肉火龙果为试材,通过盆栽人为控水的方法,研究了正常浇水(对照)、重度干旱、中度干旱、轻度干旱和水分近饱和处理下火龙果苗形态和生理生化指标的变化,并以红肉火龙果一年生实生苗为试材,克隆和分析了火龙果幼苗与水分胁迫相关的基因以及在重度干旱和淹水处理下对这些基因的表达进行了检测,旨在从生理和分子水平上为火龙果的栽培提供一定的理论依据。本研究的结果如下:1.重度干旱、中度干旱和水分近饱和处理阻碍火龙果茎的生长,重度干旱的阻碍程度更严重,轻度干旱则在一定程度上促进火龙果茎的生长。2.水分胁迫处理下,随时间的延长,火龙果茎的相对含水量逐渐降低,丙二醛的含量逐渐升高,相对电导率、叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白的含量以及抗氧化酶的活性均呈不同程度的“升-降”趋势,而可溶性糖含量呈现“升-降-升”的变化趋势。水分胁迫下,随胁迫程度的加强,叶绿素含量降低,其他指标的含量及酶活性均升高。3.通过基因克隆获得了火龙果三个基因家族的9个基因的开放阅读框(ORF)以及部分片段,其中乙醇脱氢酶(ADH)基因ADH1C、ADH2、ADH class-3和ADH-like7分别包含1197 bp、1140 bp、1140 bp和1161 bp的开放阅读框;丙酮酸脱羧酶(PDC)基因PDC2的长度为2046 bp,包含1815 bp的ORF。火龙果PDC2与甜菜的PDC2亲缘关系最近,其次为芜菁。测序所得的PDC1片段的长度为1191 bp;类钙调磷酸酶B蛋白(CBLs)基因CBL2的长度为861 bp,包含678 bp的ORF。其氨基酸序列与甜菜和藜麦的相似性最高,分别为96%和95%。测序所得CBL4和CBL9片段的长度分别为208 bp和107 bp。4.对火龙果与水分胁迫相关基因的表达进行了检测,结果表明:在干旱胁迫下,火龙果幼苗的ADH1C、ADH2、ADH class-3、ADH-like 7、PDC1、CBL2和CBL4基因在整个处理期间的表达均呈现显著的“升-降-升-降-升”趋势,CBL9表现为显著的“升-降-升-降”趋势,PDC2则呈现显著的“升-降-升”趋势,且各个基因上调到峰值的时间不同。淹水胁迫下的火龙果幼苗各基因的表达趋势也不尽相同,均呈现出较复杂的波动趋势。结果表明:这些基因对水分胁迫都具有一定的调节作用,但敏感性及表达量不同。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S667.9
【图文】：

长量 The cumulativeincrement of thethickness of primarystems (mm)7 -0.46±0.01b 0.49±0.01b 0.47±0.01c 0.36±0.01d 0.30±0.01b14 -0.58±0.01c 0.54±0.01a 0.81±0.02b 0.50±0.01c 0.50±0.02a21 -0.78±0.02d 0.32±0.01c 0.96±0.02a 0.72±0.01b 0.20±0.01c28 -0.88±0.02e 0.10±0.01d 1.03±0.05a 1.00±0.01a 0.20±0.01c二级茎厚度累计增长量 The cumulativeincrement of thethickness of thesecondary stems(mm)0 0.00±0.01a0.00±0.003d0.00±0.01d 0.00±0.01d 0.00±0.02d7 -0.38±0.02b 0.03±0.01c 0.32±0.02c 0.07±0.01d 0.81±0.05a14 -0.76±0.02c 0.20±0.01b 0.48±0.01b 0.49±0.01c 0.51±0.01b21 -0.88±0.03d 0.33±0.01a 1.08±0.05a 0.63±0.01b 0.33±0.01c28 -1.40±0.03e-0.01±0.003e1.13±0.02a 1.17±0.06a 0.26±0.01c5.2 水分胁迫对火龙果茎生理生化指标的影响5.2.1 相对含水量相对含水量是表示植株组织水分含量的一个重要指标，也是衡量植物对水分胁迫耐受性的指标。由图 3 可知，从第 0 d 开始，随着水分胁迫时间的延长，各处理的 RWC均呈现幅度较小的下降趋势，并且随着水分胁迫程度的加剧，RWC 呈现显著地下降

和处理只在胁迫第 14 d 时 RWC 显著低于对照，而轻度干旱处理在胁迫第 14 天及以后与对照存在显著性差异，说明水分近饱和处理在胁迫期间对火龙果茎的保水能力影响不大，而轻度干旱胁迫下火龙果茎的保水能力降低了。5.2.2 相对电导率从图 4 可以得出，随胁迫时间的延长 REC 呈现先升后降的趋势。在胁迫第 7 d时，各个处理下的 REC 均达到最大值，且重度干旱、中度干旱以及水分近饱和处理下的 REC 与对照均存在显著性差异，分别比对照高 24.28%、15.90%、17.36%。在整个胁迫期间，重度干旱胁迫下的 REC 均显著高于对照，第 28 天时比对照高 9.32%。而中度干旱和轻度干旱胁迫下的 REC 在胁迫第 0、21、28 d 均与其对照无显著性差异。水分近饱和处理下的 REC 在第 21 d 时与对照没有显著差异，之后与对照存在显著差异，说明该程度的胁迫可能使火龙果茎的细胞结构及生物膜受到了一定程度的伤害，而重度干旱使火龙果的生物膜受到了损伤，致使膜透性变大，相对电导率升高。

倍和 1.94 倍。轻度干旱及水分近饱和处理下的 MDA 含量与对照没有显著性差异（水分近饱和处理第 7 d 除外）。结果表明，轻度干旱和水分近饱和处理对火龙果茎的MDA 含量影响不大，可能对火龙果茎的质膜没有造成伤害或者伤害程度较小，而重度和中度干旱可能已经对火龙果茎的细胞质膜造成了较大伤害。

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本文编号：2780970