两种柑橘砧木对干旱胁迫的生理响应及水通道蛋白基因表达分析

发布时间：2018-05-11 07:30

  本文选题：柑橘砧木 + 干旱胁迫　； 参考：《江西农业大学》2017年硕士论文

【摘要】：干旱严重影响柑橘的产量和品质,制约柑橘产业的发展,使用抗旱砧木是提高柑橘耐旱性的有效途径。本研究以耐旱性较强的三湖红橘(Citrus tangerina Hort.ex Tanaka)和耐旱性较弱的三湖化红(C.tangerina Hort.ex Tanaka×C.aurantium L.)为研究材料,分析这两种砧木在干旱胁迫下的生长形态、生理生化、光合特性和根系生长差异。进一步研究柑橘水通道蛋白基因,对基因序列及其在干旱下的表达模式进行分析。主要结果如下:(1)干旱往往导致三湖红橘和三湖化红的株高、生物量以及叶面积的不同程度下降。但干旱能够提高2种砧木的的根冠比,且三湖红橘升高的幅度更高。干旱胁迫10 d前,2种砧木叶片和根系中的脯氨酸含量低于对照,干旱胁迫25 d时则显著高于对照。除了降低三湖红橘叶片中可溶性糖的含量,胁迫导致2种砧木的根系可溶性糖和可溶性蛋白含量升高。酶活分析表明,三湖红橘的叶片POD活性在干旱期间先升高后下降,根系POD活性显著高于对照,三湖化红在干旱后则显著低于对照。2种砧木叶片SOD活性在干旱后均下降,而根系中SOD活性则上升。此外,干旱导致2种砧木叶片CAT活性下降,而三湖化红根系中CAT活性则升高。(2)干旱胁迫下2种砧木叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度降低和胞间CO2浓度均下降。复水后,三湖红橘Pn、Tr、Cs和Ci均有所恢复但仍显著低于对照。三湖红橘的Y(II)、ETR和Fv/Fm在干旱期间及复水后与对照不存在显著性差异;三湖化红的光化学淬灭qL在干旱后期降低的速度较快,复水后又与对照不存在显著差异,非光化学淬灭NPQ在干旱及复水后显著性的高于对照,而三湖红橘复水后与对照不存在显著性差异。三湖红橘的总根系长、根尖数在干旱及复水期间都与对照不存在显著性差异,而三湖化红在干旱后期显著高于对照。三湖红橘的总根体积在干旱期间减少,但总根面积减少的幅度小,复水后也没有比较大的改变。一级侧根长度在三湖红橘干旱胁迫10 d后开始增加,而在三湖化红干旱前期没有变化,干旱20 d时显著下降。除三湖红橘的三级侧根外,2种砧木其余茎级侧根的生长均受干旱抑制。2个品种的根系活力在干旱后期都显著低于对照。复水后,三湖化红的根系活力与对照无显著差异,而三湖红橘仍然显著低于对照。(3)鉴定出4类共35个AQP基因,不同成员在基因结构和染色体定位等方面具有多样性。表达分析显示,干旱导致三湖红橘叶片中CiPIP1;3/2;2/2;3/2;5/2;7、CiNIP1;1/1;2/4;1/4;2/5;1/6;1、CiTIP2;2/3;1/3;2/4;1、CiSIP2;1的表达量升高,而三湖化红CiPIP2;4/2;8、CiNIP1;1、CiTIP1;2/3;1/5;1、CiSIP1;1基因的表达量往往低于对照。此外,干旱后三湖红橘的根系部CiPIP1;1/1;2/1;4/2;1/2;2/2;3/2;5/2;6/2;8/2;9/2;10、CiNIP1;1/1;2/4;2/5;1/6;1/7;1、CiTIP1;3/2;2/3;1/4;1/5;1、CiSIP1;1基因的表达量升高,而三湖化红CiPIP1;2/2;4/2;7/2;9/2;10、CiNIP1;2/2;1/5;1/6;1/7;1、CiTIP1;1/1;2/2;1/2;2/3;1/3;2/4;1/5;1、CiSIP1;1/2;1表达量下降。对比发现,PIP1;2/2;1/2;2/2;3/2;9/2;10、NIP1;2/5;1/4;2、TIP2;2/3;2/5;1在2种砧木中的表达趋势相反。综上所述,三湖红橘抗旱性强于三湖化红,与其在干旱条件叶面积减少和根系构型等形态结构的改变有关。干旱后渗透物质尤其是叶片脯氨酸的积累和POD酶活性的升高,也有助于三湖红橘对干旱的生理适应。此外,PIP1;2/2;1/2;2/2;3/2;9/2;10、NIP1;2/5;1/4;2、TIP2;2/3;2/5;1基因可能也会影响2种砧木的抗旱性。
[Abstract]:The effects of drought stress on the growth form , physiological and biochemical characteristics , photosynthetic characteristics and root growth were studied . ( 2 ) The net photosynthetic rate , transpiration rate and stomatal conductance decreased and intercellular CO 2 concentration decreased after drought stress . ( 3 ) Four classes of 35 AQP genes were identified , and different members had diversity in the aspects of gene structure and chromosomal location . The results showed that the drought had led to the increase of Cipi1 ; 3 / 2 ; 2 / 2 ; 3 / 2 ; 5 / 2 ; 7 , Cipa1 ; 1 / 6 ; 1 , CiticP2 ; 1 / 3 ; 1 / 5 ; 1 , CiticP1 ; 1 / 3 ; 1 / 5 ; 1 , CiSIP1 ; 1 ; 1 / 3 ; 1 / 5 ; 1 / 2 ; 1 / 2 ; 2 / 2 ; 3 / 2 ; 5 / 2 ; 6 / 2 ; 8 / 2 ; 1 / 7 ; 1 / 5 ; 1 / 2 ; 4 / 2 ; 1 / 4 ; 1 / 5 ; 1 / 2 ; 4 / 2 ; 7 / 2 ; 1 / 5 ; 1 / 6 ; 1 / 7 ; 1 , CiticP1 ; 1 / 2 ; 1 / 5 ; 1 , CiSIP1 ; 1 / 2 ; 1 / 5 ; 1 , CiSIP1 ; 1 / 2 ; 1 / 2 ; 1 / 2 ; 1 / 3 ; 1 / 2 ; 1 / 2 ; 2 / 2 ; 3 / 2 ; 9 / 2 ; 10 , 1 ; 2 / 5 ; 1 / 4 ; 2 , TIP2 ; 2 / 3 ; 2 / 5 ; 1 in 2 stocks . In conclusion , the drought resistance of the three lakes is stronger than that of the three lakes . In addition , the accumulation of proline and the increase of POD activity in the dry condition are related to the physiological adaptation of the three lakes red tangerine to drought . In addition , PIP1 ; 2 / 2 ; 1 / 2 ; 2 / 2 ; 3 / 2 ; 9 / 2 ; 10 ; 1 / 2 ; 2 / 5 ; 1 / 4 ; 2 , TIP2 ; 2 / 3 ; 2 / 5 ; 1 gene may also affect the drought resistance of two stocks .

【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S666;S423

【参考文献】

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本文编号：1872997