模拟干旱和盐逆境对马铃薯试管苗生长生理及脯氨酸积累相关基因表达的影响

发布时间：2017-07-08 03:14

  本文关键词：模拟干旱和盐逆境对马铃薯试管苗生长生理及脯氨酸积累相关基因表达的影响

  更多相关文章： 马铃薯 NaCl胁迫 PEG-6000胁迫 生长指标 生理指标 钠钾离子含量 脯氨酸积累 基因表达

【摘要】：本试验以引自国际马铃薯中心的4个马铃薯试管苗种质资源(CIP391047.34、简称A;CIP385499.11、简称B;CIP394611.112、简称C;CIP391919.3、简称D)为试验材料,通过组织培养的方式,研究了含不同浓度PEG-6000和NaCl的MS培养基对马铃薯试管苗生长及生理的影响,并对PEG-6000模拟干旱胁迫下马铃薯试管苗脯氨酸生物合成和代谢降解相关酶的控制基因的表达进行了检测,得到以下研究结果:1.不同浓度NaCl逆境下,4个引进材料试管苗的新叶数、根数、最长根长、茎叶鲜重、根鲜重和根冠比均较对照显著下降,其中0.3%的NaCl逆境对试管苗根数影响较大,4个材料的处理与对照间均差异显著,且B材料较对照下降了17.79%、D材料较对照下降了33.25%;0.9%NaCl逆境下试管苗根或叶的形成及生长严重抑制,1.2%NaCl逆境下试管苗生长基本停滞,且C和D材料没有根的发生;4个材料试管苗的叶面积和叶绿素含量均随NaCl浓度的升高而下降,0.6%NaCl浓度下,B材料的叶面积和叶绿素含量分别是D材料的15.84和1.93倍;4个材料试管苗的脯氨酸含量、丙二醛含量及Na~+/K~+的变化趋势一致,均随NaCl浓度的升高而上升,0.9%NaCl浓度下,D材料的脯氨酸含量、丙二醛含量及Na~+/K~+(茎叶)分别是B材料的2.67、1.80和1.87倍。2.PEG-6000模拟干旱逆境下,4个引进材料试管苗的新叶数、根数、最长根长、茎叶鲜重、根鲜重、茎叶鲜重/干重和根鲜重/干重均较对照不同程度下降,2.5%的PEG干旱逆境已严重影响试管苗生长,4个材料的根数和最长根长均显著低于对照,除了B材料,其他3个材料的新叶数与对照相比均差异显著;7.5%的PEG干旱逆境对试管苗可造成严重伤害,10.0%的PEG干旱逆境已完全抑制试管苗生长;4个材料试管苗的叶面积和叶绿素含量均显著低于对照,2.5%PEG浓度下,B材料叶面积较对照降低了37.66%,D材料叶面积较对照降低了55.67%,B材料叶绿素含量较对照降低了36.96%,D材料叶绿素含量较对照降低了67.74%;4个材料试管苗的脯氨酸含量和丙二醛含量均随PEG浓度的增加而升高,且在10.0%PEG浓度下达到最高,其中D材料的脯氨酸含量和丙二醛含量分别比B材料高出了1.13和2.90倍。3.PEG-6000模拟干旱逆境下,4个引进材料试管苗的P5CS、OAT和P5CR基因表达量均随脯氨酸含量的增加而升高,而PRODH和P5CDH基因表达量随着脯氨酸含量的增加而下降;且4个材料试管苗的脯氨酸含量与P5CS、OAT和P5CR基因表达量极显著正相关,与PRODH和P5CDH基因表达量极显著负相关。4.本研究选用的种质材料可耐受盐害浓度为≤0.6%,B材料最耐盐、D材料对盐最敏感,脯氨酸可作为胁迫伤害的评价指标;PEG-6000模拟渗透胁迫对根生长的影响大于对茎叶生长的影响,B材料抗旱性最强,D材料抗旱性最差;PEG-6000模拟干旱逆境下,试管植株脯氨酸的积累是P5CS、OAT、P5CR 3个基因上调表达和PRODH、P5CDH 2个基因下调表达共同作用的结果;5.0%或7.5%的PEG-6000可作为马铃薯试管植株抗旱性鉴别的浓度,10.0%的PEG-6000可作为试管植株停滞生长的浓度。
【关键词】：马铃薯 NaCl胁迫 PEG-6000胁迫 生长指标 生理指标 钠钾离子含量 脯氨酸积累 基因表达
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S532
【目录】：

• 摘要2-4
• Summary4-6
• 缩略词表6-9
• 第一章 文献综述9-26
• 1 盐胁迫对植物生长生理的影响9-17
• 1.1 盐胁迫对植物生长发育的影响9-10
• 1.2 盐胁迫对植物光合作用的影响10-11
• 1.3 盐胁迫对植物呼吸作用的影响11-12
• 1.4 盐胁迫对植物细胞膜透性的影响12
• 1.5 盐胁迫下活性氧对植物的影响12-13
• 1.6 盐胁迫对植物活性氧清除机制的影响13-14
• 1.7 盐胁迫对植物渗透调节的影响14-17
• 2 干旱胁迫对植物生长生理的影响17-22
• 2.1 干旱胁迫对植物生长的影响17
• 2.2 干旱胁迫对植物光合作用的影响17-18
• 2.3 干旱胁迫对植物光合色素的影响18-19
• 2.4 干旱胁迫对植物呼吸作用的影响19-20
• 2.5 干旱胁迫下活性氧对植物的影响20-21
• 2.6 干旱胁迫对植物抗氧化防御系统的影响21
• 2.7 干旱胁迫对植物渗透调节的影响21-22
• 3 植物中脯氨酸的生物合成和分解代谢22-24
• 4 本研究的目的与意义24-25
• 5 技术路线25-26
• 第二章 NaCl胁迫对马铃薯试管苗生长生理及钠钾离子含量的影响26-39
• 1 材料与方法26-28
• 1.1 材料与繁殖26
• 1.2 实验处理26-27
• 1.3 生长指标测定27
• 1.4 生理指标测定27
• 1.5 统计分析27-28
• 2 结果与分析28-36
• 2.1 NaCl胁迫对马铃薯试管苗生长的影响28-29
• 2.2 NaCl胁迫对马铃薯试管苗生物量的影响29-30
• 2.3 NaCl胁迫对马铃薯试管苗叶面积的影响30-31
• 2.4 NaCl胁迫对马铃薯试管苗叶绿素含量的影响31-32
• 2.5 NaCl胁迫对马铃薯试管苗脯氨酸含量的影响32
• 2.6 NaCl胁迫对马铃薯试管苗丙二醛含量的影响32-33
• 2.7 NaCl胁迫对马铃薯试管苗Na~+、K~+含量和Na~+/K~+的影响33-36
• 3 讨论36-39
• 第三章 PEG对马铃薯试管苗生长生理及脯氨酸积累相关基因表达的影响39-58
• 1 材料与方法39-43
• 1.1 材料与繁殖39
• 1.2 实验处理39-40
• 1.3 生长指标测定40
• 1.4 生理指标测定40
• 1.5 总RNA提取40-41
• 1.6 cDNA合成41-42
• 1.7 目的基因实时荧光定量PCR分析42-43
• 1.8 统计分析43
• 2 结果与分析43-55
• 2.1 PEG模拟干旱逆境对马铃薯试管苗生长的影响43-45
• 2.2 PEG模拟干旱逆境对马铃薯试管苗鲜重和干重的影响45-47
• 2.3 PEG模拟干旱逆境对马铃薯试管苗叶面积的影响47-48
• 2.4 PEG模拟干旱逆境对马铃薯试管苗叶绿素含量的影响48-49
• 2.5 PEG模拟干旱逆境对马铃薯试管苗丙二醛含量的影响49-50
• 2.6 PEG模拟干旱逆境对马铃薯试管苗脯氨酸含量及脯氨酸积累相关基因表达量的影响50-55
• 3 讨论55-58
• 第四章 结论58-59
• 参考文献59-73
• 致谢73-74
• 导师简介74-75
• 作者简介75

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本文编号：532855