鸭跖草对干旱胁迫的变异适应
发布时间：2020-11-15 05:39
鸭跖草是鸭跖草科一年生夏季杂草。其发生较重对作物造成严重损害。目前,一些除草剂不能对其进行有效防除。由此可见,鸭跖草的化学防除难度较大。鉴于此,更好了解鸭跖草生态学及使用替代控制措施对解决其抗性问题至关重要。因此,本研究探讨了鸭跖草对干旱胁迫的形态、生理及分子响应机制。通过干旱胁迫明确不同鸭跖草生物型的耐旱性。主要研究结果如下:1.鸭跖草(Commelina communis L.)对水分胁迫的生长及产种数响应。水分胁迫是抑制植物生长及产种数的重要环境因素。植物对水分胁迫的反应是一个复杂的现象,其中包括植物表型变化。在该实验中,对不同含水量及不同胁迫持续时间下的株高及叶片数进行曲线拟合。水的含量由田间含水量(FC)的100%,80%,60%,40%和20%组成。结果表明,100%FC时,株高(85.58 cm)和叶数(92.96)达到最大,其次是80%FC,株高及叶片数随FC的增加而降低,20%FC时,株高(20.83 cm)和叶片(21.87)最小,其次是40%FC。同样地,100%和80%FC时,鸭跖草茎、叶、根、植株生物量及种子达到最大,但在20%和40%FC中呈现下降趋势。水持续时间的研究包括在100%的田间持水量后的2、3、4和6天的间隔。水分持续时间与鸭跖草生长呈负相关,随着胁迫持续时间的减少,植株高度,叶片数,生物量和产种数增加,反之亦然。结果表明,鸭跖草的生长和产量随着含水量的增加而增加,而水分胁迫显著抑制其生长和产量。因此,适当的种植系统水管理有利于鸭跖草的防控2.不同鸭跖草生物型对干旱胁迫的生长、生物量分配和叶绿素荧光响应比较。植物通过不断调节其生长及光合作用适应周围环境的变化。生长和光合作用响应主要通过连接多个环境信号来实现。干旱胁迫是影响植物生长和生理过程的不利环境条件。不同生物型鸭跖草干旱胁迫处理后对其光系统II进行检测,本研究包括3个鸭跖草生物型(JL-1-1,LN-8和HB-9-1)。用100%田间持水量(对照)和60%田间持水量处理这些生物型并干旱胁迫持续10天。在干旱胁迫下,与对照相比,三种生物型的植物生长、生物量分配和叶绿素荧光系数显著降低。在干旱胁迫下,鸭跖草生物型JL-1-1表现出比LN-8和HB-9-1更高的光合能力。本研究揭示了不同鸭跖草生物型在干旱胁迫条件下的存活和竞争机制,为鸭跖草种群的保护提供理论基础。3.不同鸭跖草生物型对干旱胁迫响应的基因表达研究。鸭跖草是作物田主要杂草之一,但关于其干旱适应机制的研究较少。我们以5个鸭跖草生物型为研究对象,对其干旱适应机制进行探讨。研究发现,干旱胁迫相关基因(DRS1,EREB和HRB1)的表达在一些生物型中上调,而在其他生物型中表达下调。因此,5种生物型都可以通过调节自身水平衡以消耗更少的水分以维持其在干旱胁迫条件下的生长状态。该结果干旱适应表明鸭跖草干旱适应性强。杂草科学家应该寻求更有效的管理策略对鸭跖草进行防控。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S451
【文章目录】：
摘要
Abstracts
Abbreviations
Chapter 1 Literature Review
1.1. General information of Commelina communis L
1.2. Biology of Commelina communis L
1.2.1. Habitat
1.2.2. Weed status
1.2.3. Natural enemies of Commelina
1.3. Management of Commelina species
1.3.1. Cultural management
1.3.2. Mulching
1.3.3. Mechanical management
1.3.4. Solarization
1.3.5. Chemical management
1.4. Stress
1.4.1. Biotic stress
1.4.2. Abiotic Stress
1.4.3. Cross-Tolerance between Abiotic and Biotic Stress
1.5. Factor affecting abiotic stress
1.5.1. Soil
1.5.2. Topography
1.5.3. Climatic factors
1.5.4. Water
1.6. Importance of water and weed crop competition for water
1.7. Drought stress
1.8. Effects of drought stress on molecular, morphological and physiological characteristics
1.8.1. Molecular characteristics
1.8.2. Morphological characteristics
1.8.2.1. Response to leaf relative water content （RWC）
1.8.2.2 Effect of drought stress on chlorophyll content
1.8.3. Physiological characteristics
1.8.3.1. Chlorophyll fluorescence
1.9 Objectives
Chapter 2 Growth and seed production response of Commelina communis L. to water stress
2.1. Introduction
2.2. Materials and methods
2.2.1 Field capacity
2.2.2. Experiment detail
2.2.2.1. Experiment 1 Degree of water
2.2.2.2. Experiment 2 Water duration
2.2.3. Data measurement
2.2.4. Statistical analysis
2.3. Results
2.3.1. Growth response of C. communis to field capacity
2.3.2. Biomass
2.3.3. Seed production
2.3.4. Growth response of C. communis to duration of water stress
2.3.5. Biomass
2.3.6. Seed production
2.4. Discussion
2.5. Conclusion
CHAPTER 3 Growth，biomass partitioning and chlorophyll fluorescence response to drought stress: Acomparative study of Commelina communis L. biotypes
3.1. Introduction
3.2. Materials and methods
3.2.1. Drought stress treatment
3.2.2. Growth and biomass parameters
3.2.3. Chlorophyll fluorescence
3.3 Results
3.3.1. Plant height （cm） and number of leaves
3.3.2. Biomass （g）
3.3.3. Plant photochemistry
3.4. Discussion
3.5. Conclusion
CHAPTER 4 Drought stress response of Commelina communis L. biotypes: a gene expressionstudy
4.1. Introduction
4.2. Materials and methods
4.2.1. Drought stress treatment
4.2.2. Growth and biomass parameters
4.2.3. Isolation ofRNA
4.2.4. cDNA Preparation
4.2.5. PCR
4.2.6. qRT-PCR
4.3. Results
4.3.1. Plant height
-1'> 4.3.2. Number of leaves plant-1
4.3.3. Leaves biomass （g）
4.3.4. Shoot biomass （g）
4.3.5. Drought sensitive 1 （DRS1）
4.3.6. Ethylene responsive element binding （EREB）
4.3.7. Hypersensitive red and blue light （HRB1）
4.4. Discussion
4.5. Conclusion
Chapeter 5 General discussion and conclusion
CONCLUSION
References
Acknowledgements
Author biography
【相似文献】
本文编号：2884403
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S451
【文章目录】：
摘要
Abstracts
Abbreviations
Chapter 1 Literature Review
1.1. General information of Commelina communis L
1.2. Biology of Commelina communis L
1.2.1. Habitat
1.2.2. Weed status
1.2.3. Natural enemies of Commelina
1.3. Management of Commelina species
1.3.1. Cultural management
1.3.2. Mulching
1.3.3. Mechanical management
1.3.4. Solarization
1.3.5. Chemical management
1.4. Stress
1.4.1. Biotic stress
1.4.2. Abiotic Stress
1.4.3. Cross-Tolerance between Abiotic and Biotic Stress
1.5. Factor affecting abiotic stress
1.5.1. Soil
1.5.2. Topography
1.5.3. Climatic factors
1.5.4. Water
1.6. Importance of water and weed crop competition for water
1.7. Drought stress
1.8. Effects of drought stress on molecular, morphological and physiological characteristics
1.8.1. Molecular characteristics
1.8.2. Morphological characteristics
1.8.2.1. Response to leaf relative water content （RWC）
1.8.2.2 Effect of drought stress on chlorophyll content
1.8.3. Physiological characteristics
1.8.3.1. Chlorophyll fluorescence
1.9 Objectives
Chapter 2 Growth and seed production response of Commelina communis L. to water stress
2.1. Introduction
2.2. Materials and methods
2.2.1 Field capacity
2.2.2. Experiment detail
2.2.2.1. Experiment 1 Degree of water
2.2.2.2. Experiment 2 Water duration
2.2.3. Data measurement
2.2.4. Statistical analysis
2.3. Results
2.3.1. Growth response of C. communis to field capacity
2.3.2. Biomass
2.3.3. Seed production
2.3.4. Growth response of C. communis to duration of water stress
2.3.5. Biomass
2.3.6. Seed production
2.4. Discussion
2.5. Conclusion
CHAPTER 3 Growth，biomass partitioning and chlorophyll fluorescence response to drought stress: Acomparative study of Commelina communis L. biotypes
3.1. Introduction
3.2. Materials and methods
3.2.1. Drought stress treatment
3.2.2. Growth and biomass parameters
3.2.3. Chlorophyll fluorescence
3.3 Results
3.3.1. Plant height （cm） and number of leaves
3.3.2. Biomass （g）
3.3.3. Plant photochemistry
3.4. Discussion
3.5. Conclusion
CHAPTER 4 Drought stress response of Commelina communis L. biotypes: a gene expressionstudy
4.1. Introduction
4.2. Materials and methods
4.2.1. Drought stress treatment
4.2.2. Growth and biomass parameters
4.2.3. Isolation ofRNA
4.2.4. cDNA Preparation
4.2.5. PCR
4.2.6. qRT-PCR
4.3. Results
4.3.1. Plant height
-1'> 4.3.2. Number of leaves plant-1
4.3.4. Shoot biomass （g）
4.3.5. Drought sensitive 1 （DRS1）
4.3.6. Ethylene responsive element binding （EREB）
4.3.7. Hypersensitive red and blue light （HRB1）
4.4. Discussion
4.5. Conclusion
Chapeter 5 General discussion and conclusion
CONCLUSION
References
Acknowledgements
Author biography
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 常煜华;;鸭跖草 野地里的翩翩蓝蝴蝶[J];食品与生活;2017年02期
2 张玉茹;;从朝鲜进口大米中检获多种杂草籽(1984—1986年)[J];植物检疫;1988年S1期
3 赵林菊;;与人亲近的鸭跖草科花卉[J];园林;2001年04期
4 黄威廉;;世界鸭跖草科植物属的分类与分布[J];贵州科学;2017年06期
5 杨德奎,王善娥,郭小燕,樊玉琪;山东鸭跖草科植物的花粉形态研究[J];山东师范大学学报(自然科学版);2005年03期
6 陈丽云,张永田;三种常见且学名混乱的鸭跖草科栽培植物及其用途[J];亚热带植物通讯;1992年02期
7 纪炜炜;孟爱平;李建强;;鸭跖草科杜若(Pollia japonica Thunb.)的减数分裂研究[J];武汉植物学研究;2006年03期
8 杨亲二，罗毅波，洪德元;竹叶吉祥草（鸭跖草科）的核型研究[J];广西植物;1994年02期
9 鲍海鸥;;绚丽多彩的鸭跖草科观叶植物[J];植物杂志;1993年01期
10 王燕;;浅谈卢龙县玉米田鸭跖草的综防现状及建议[J];河北农业;2018年04期
相关博士学位论文 前1条
1 Muhammad Haroon;鸭跖草对干旱胁迫的变异适应[D];中国农业科学院;2019年
相关硕士学位论文 前1条
1 魏朝丹;几种鸭跖草科植物对铅胁迫的响应研究[D];四川农业大学;2011年
本文编号：2884403
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/dzwbhlw/2884403.html
