红豆草耐盐碱性研究及其组培体系的建立

发布时间：2020-09-10 16:36

　　对于大多数高等植物,土壤盐碱化对植物尤其是农作物和牧草的生长发育造成严重的影响。前期研究发现豆科牧草红豆草的耐盐能力有限,尤其在苗期其对高盐极为敏感。因此,培育耐盐较强性的红豆草新品种(系),对我国西北地区畜牧业的可持续发展以及盐碱地改良利用具有重要意义。鉴于此,本研究以红豆草(Onobrychis viciaefolia Scop.)为材料,探究影响其组培再生体系的因素及其对盐碱胁迫的生理响应,取得如下结果:1、高盐胁迫显著抑制了红豆草幼苗的生长;然而,添加不同浓度KCl明显减轻了高盐胁迫对幼苗生长的抑制作用。高盐胁迫下,随着KCl浓度的升高,红豆草幼苗的鲜重、干重、组织含水量和叶绿素含量逐渐增加,当浓度为25 mmol·L~(-1)时达到最大值,随后有所降低;叶和根中的Na~+浓度逐渐降低,而K~+浓度和K~+/Na~+比呈逐渐升高趋势;脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量在KCl浓度为25 mmol·L~(-1)时达到峰值,而后下降;丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、细胞壁、细胞质和液泡转化酶活性逐渐减小,而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物(ascorbate peroxidase,APX)、蔗糖合成酶(sucrose synthase,SS)及蔗糖磷酸合成酶(Sucrose Phosphate Synthase,SPS)活性、蔗糖和葡萄糖含量呈逐渐增加趋势。这些结果表明,添加K~+可通过维持植株体内K~+、Na~+稳态平衡、提高抗氧化酶活性和增强蔗糖的合成与积累,来减轻高盐胁迫对红豆草幼苗的毒害作用。2、碱胁迫和盐碱混合胁迫下,与对照相比,红豆草幼苗的鲜重和干重显著降低,组织含水量较对照略下降;植株体内Na~+积累显著增加,而K~+含量和K~+/Na~+显著降低;脯氨酸、可溶性糖和叶绿素的含量明显下降;丙二醛含量大幅度升高,并且抗氧化酶活性减弱。蔗糖含量、葡萄糖含量以及果糖含量逐渐下降,SS和SPS活性明显降低,中性转化酶和酸性转化酶活性逐渐降低。这些结果表明,高碱胁迫和盐碱混合胁迫对红豆草幼苗产生毒害作用,抑制了其正常生长发育。3、红豆草预培养种子出苗率高达88.9%。诱导愈伤组织的最佳配方为MS+0.5 mg·L~(-1)6-BA+1.0 mg·L~-11 NAA,诱导率为87.3%,且愈伤组织质量较高;不定芽芽诱导培养基采用MS附加6-BA+NAA,或者MS附加6-BA+IBA;不定芽增殖的最佳培养基方案是MS+0.05%AC+1.0 mg·L~-11 6-BA+0.5 mg·L~-11 IBA。生根的最佳培养基为1/2 MS+1.0 mg·L~(-1)IBA+0.1 mg·L~-11 NAA。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S541.4;S156.4
【部分图文】：

示意图,转化酶,蔗糖,示意图

豆草耐盐碱性研究及其组培体系的建立和液泡转化酶同工酶是涉及植物生命代谢酶，因为它们的底物和反应产物的转化酶可以调节植物从基因表达到及调节碳水化合物分配，发育过程，）CWIN 通过控制蔗糖/己糖的比例影生长[82]。Florian 等[83]发现通过转录和出不同的 CWIN 活性，这取决于碳水为 VIN 是通过渗透压调节来使细胞伸长的驱动力，可以为细胞生长提供所VIN 和 Sus 下降；添加适量的蔗糖质转化酶可能发挥作用，拟南芥（CINV1/CINV2)的活性降低，导致根系

鲜重,干重,红豆草,含水量

tment地上部 Shoot 根 Root鲜重 Freshweight(mg·plant-1)干重 Dryweight(mg·plant-1)含水量watercontent(g·g-1DW)鲜重 Freshweight(mg·plant-1)干重 Dryweight(mg·plant-1)含水量Watercontent (g·DW)K 287.57±6.19a 31.15±0.95a 8.30±0.35a 96.62±6.38a 6.74±0.52a 13.85±1.320Na 138.86±3.05d 23.17±0.86b 5.04±0.60d 48.59±1.68c 4.53±0.32b 9.96±0.5500Na 159.56±8.82cd 23.48±0.43b 5.82±0.42cd 50.81±1.65c 4.83±0.41b 10.08±0.98100Na 175.94±5.41c 24.70±0.67b 6.18±0.3bcd 55.87±1.85c 4.84±0.20b 10.70±0.71100Na 244.35±11.44b 29.78±1.08a 7.31±0.57ab 81.08±4.19b 6.84±0.36a 11.06±0.87100Na 172.33±8.18 c 23.57±1.22b 6.46±0.56bc 56.85±1.75c 5.18±0.22b 10.14±0.63

红豆草,脯氨酸,幼苗,幼苗叶

（过氧化氢酶）和 APX（抗坏血酸过氧化物酶）活性分别较对照减少了 12 .7%、30.8%57.2%和 48.2%（P < 0.05）（图 3.4）。添加 5 mmol L-1KCl 则使盐胁迫下幼苗叶中的 SO和 CAT 活性分别提高了 13.2%和 35.4%（P < 0.05）（图 3.4a, c）；而 POD 和 APX 活性的影响差异不显著（图 3.4b, d）。当添加 25 mmol L-1KCl 时，SOD、CAT 和 APX 的活性较单独盐胁迫分别提高了 20.7%、125.4%和 71.1%（P < 0.05）（图 3.4a, c, d）。这些结果表明，盐胁迫下添加 KCl 能够提高清除体内活性氧的能力，从而显著增强了抗氧化酶的活性。3.4.7 不同浓度KCl对盐胁迫下红豆草幼苗叶片蔗糖、葡萄糖和果糖含量的影响盐胁迫下，红豆草幼苗叶中的蔗糖和葡萄糖含量较对照分别降低了 31.3%和 29.3%（P < 0.05）。添加不同浓度的 KCl 后红豆草叶中蔗糖和葡萄糖含量表现出相一致的变化趋势：随着 KCl 浓度的增加先缓慢升高，随后降低的趋势；在 25 mmol L-1KCl 下其含量分别较单独盐胁迫提高 32.1%和 51.8%（P < 0.05）（图 3.5a, c）。盐胁迫下，添加KCl 后红豆草幼苗叶中的果糖含量略有下降，但差异不显著（图 3.5b）。

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