尿素代谢对蒙古柳耐盐性的影响研究

发布时间：2020-07-08 07:42

【摘要】：盐碱地由于土壤中高盐碱和高PH等因素,严重影响了植物的正常生长和发育,造成盐碱地上植被稀少,土壤不断恶化。蒙古柳是目前已知的少数可以在盐碱地上正常生长繁殖,具有耐盐碱、可以改良土壤PH值等特点,并具有一定群落分布的木本植物。因此,对蒙古柳的耐盐性研究具有重要意义。种子萌发过程是植物正常生长繁殖的关键环节,探讨蒙古柳种子成熟后,盐碱胁迫对种子萌发的影响极为重要。因此,本研究将开展蒙古柳种子萌发期尿素代谢途径与盐胁迫关系的相关研究。本研究以野外采摘的野生型蒙古柳种子作为实验材料,以不含有任何氮素(-N)和氮素营养充足(+N)的1/2MS作为基础培养基,添加不同浓度盐,初步探讨氮素营养的存在对盐胁迫下蒙古柳种子的萌发存在的影响。并进一步在不含有任何氮素(-N)条件下向盐胁迫处理的培养基中添加不同形态的氮素作为唯一氮源观察对蒙古柳种子萌发的影响。最后在氮素营养充足(+N)的条件下利用尿素代谢途径中关键的酶抑制剂阻断尿素的生成或进一步的代谢,观察盐胁迫下蒙古柳种子萌发和生长情况。具体研究结果如下:1.在不含有任何氮素(-N)的条件下,盐胁迫对蒙古柳种子萌发和根的伸长具有抑制作用;然而当氮素营养充足(+N)时,盐胁迫对蒙古柳种子萌发和根伸长的抑制作用明显增强。进一步通过测定两种处理下蒙古柳体内氮素代谢相关产物含量发现,氮素营养充足时,盐胁迫处理下,蒙古柳体内尿素和NH4+含量均显著性升高。氮素的存在能够明显增强盐胁迫对蒙古柳种子萌发和根伸长的抑制作用。2.向盐胁迫培养基中添加尿素作为唯一氮源时,随着尿素添加浓度的增加,盐胁迫对蒙古柳种子萌发的抑制作用不断增强,体内氮素代谢(尤其是尿素代谢)产物(尿素和NH4+含量)显著升高;当精氨酸作为唯一氮源时,随着精氨酸浓度的不断增加,体内尿素和NH4+含量明显升高,精氨酸的添加可能促进了植物体内尿素的生成和进一步代谢,从而加剧了 NaCl对蒙古柳种子萌发的抑制作用;当以硝酸钾(N03-)作为唯一氮源时,对蒙古柳种子萌发影响不大,其体内尿素和NH4+含量没有明显变化,然而,以氯化铵和硝酸铵(NH4+)分别作为唯一氮源时,随着添加浓度的不断升高,盐胁迫对蒙古柳种子萌发的抑制作用逐渐增强,体内尿素和NH4+含量显著性积累。由尿素代谢过程产生的尿素或其进一步的代谢影响盐胁迫下蒙古柳种子的萌发。3.盐胁迫处理下添加精氨酸酶抑制剂阻断由精氨酸分解产生尿素的过程,尿素和NH4+含量也显著性下降;此外,加入脲酶抑制剂阻断尿素的进一步代谢减少NH4+的生成,显著性增强了盐胁迫下蒙古柳根的伸长;相反,通过添加谷氨酰胺合成酶抑制剂阻断NH4+的进一步同化,随着添加浓度的不断增加,加剧了盐胁迫对蒙古柳根的伸长的抑制作用。因此,综合以上研究结果,通过阻断尿素的生成或尿素进一步代谢,或加强尿素代谢产物(NH4+)的同化,减少由尿素代谢来源产生的NH4+,可以明显缓解盐胁迫对蒙古柳种子萌发的抑制作用。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S792.12
【图文】：

柳种子垂直培养。通过对垂直培养的表型观察发现，随着ＮａＣＩ浓度的升高，蒙卩ｉ１卯ｆ逡逑叶和根的生长受抑制程度逐渐增强，并且当培养基中ＮａＣＩ浓度相同时，含打Ｍ素的培逡逑养基上蒙古柳子叶和根的生长受抑制作用更加明显（图３－２Ａ和Ｂ）。不添加ＮａＣＩ的两逡逑种基础培养基上，蒙古柳根长基本相同：ＮａＣＩ胁迫处理Ｆ，根长均随ＮａＣＩ浓度的增加逡逑呈现显著下降的趋势，并且添加氮素与不添加氮素相比根长明Ｍ更短（阁３－２Ｃ和Ｄ）。逡逑不添加氮素时，加入１２５ｍＭ邋ＮａＣＩ、１５０ｍＭ邋ＮａＣＩ与对照组相比鲜重明显增加，加入逡逑２００ｍＭ邋ＮａＣＩ鲜重有所下降（图３－２Ｅ）。添加氮素时，ＮａＣＩ胁迫下鲜重明显降低，并随逡逑着ＮａＣＩ浓度的升高逐渐下降（图３－２Ｆ）。通过对蒙古柳垂直培养条件下表型、根长和鲜逡逑－ＩＩ－逡逑

随着尿素浓度的增加，ｆ叶绿化牛：明显丨、＿降（图３－５Ｂ）。通过测定ＮａＣＩ胁迫处理卜以逡逑素和ＮＨ／含量发现，ＮａＣｌ胁迫处理下与正常条件相比，其体内尿素和ＮＨ４＋含量略有下逡逑－１５－逡逑

随着外源添加尿素浓度的增加，尿素和ＮＨ／含量逐渐增加，尿素浓度达到５ｍＭ逡逑时，植物体内尿素和ＮＨ４＋含量明显上升。尿素浓度达到１０ｍＭ时，尿素和ＮＨ４＋含量有逡逑所下降可能与胁迫程度过强蒙古柳无法正常生长有关（图３－５Ｃ和Ｄ）。这些结果表明，逡逑当向含有ＮａＣＩ胁迫处理的培养基中外源添加一定浓度尿素，尿素作为氮源对ＮａＣｌ胁迫逡逑下蒙古柳种子的萌发具有抑制作用。随着尿素浓度的增加蒙古柳体内尿素和ＮＨ／含量逡逑逐渐增加，根据以上结果推测ＮａＣＩ胁迫处理下，外源添加尿素可能会加剧尿素代谢产逡逑物的积累。逡逑１／２ＭＳ－Ｎ邋ＯｍＭ逦ＩｍＭ逦２ｍｌＶＩ逦５ｍＭ逦ｌＯｍＭ逡逑Ａ逦１５０ｍＭ邋ＮａＣｌ＋ｕｒｅａ逡逑￥１００ｆ邋ｉ逡逑ｔ＿ｈ＿逡逑１／２ＭＳ－Ｎ邋ＯｍＭ邋ｌｍ！Ｍ邋２ｍＩＭ邋５ｍｌＭ邋ｌＯｍＭ逡逑１５０ｍＭ邋ＮａＣｌ＋ｕｒｅａ逡逑Ｂ逡逑＊邋２邋＂逦＊＊逦％邋２５０逦＊＊逡逑占

【参考文献】

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本文编号：2746284