紫花苜蓿耐涝性筛选及NO在缓解渍水胁迫中的作用

发布时间：2020-06-22 08:35

【摘要】：紫花苜蓿作为多年生豆科牧草,素有“牧草之王”的美称,具有极高的经济价值。但紫花苜蓿对渍水胁迫特别敏感,难以在南方地区种植。在大力发展南方草牧业的当下,如何提高紫花苜蓿的耐渍涝能力和发掘适合在南方种植的苜蓿品种是目前亟需解决的问题。本研究以20份紫花苜蓿为试验材料,研究了它们在渍水胁迫下的形态和生理的变化,在此基础上,采用隶属函数法对其耐渍水能力进行综合评价。并探究了外源NO和硝酸铵对渍水胁迫下紫花苜蓿缓解作用。主要研究结果如下:1.20份紫花苜蓿的渍水胁迫实验结果显示,渍水处理至第15 d时,紫花苜蓿的生长受到严重抑制,具体体现为渍水胁迫降低了 20份紫花苜蓿的株高、根长、根鲜重、茎鲜重、叶鲜重。渍水胁迫导致紫花苜蓿细胞发生过氧化,MDA含量升高,紫花苜蓿为了清除氧化自由基,其SOD活性也随之升高,可溶性蛋白含量降低。然而渍水胁迫紫花苜蓿的可溶性糖含量没有表现出明显的变化规律。我们采用隶属函数对其耐涝性进行综合评价。分析结果显示,紫花苜蓿淮阴多叶(0.78)和淮扬4号(0.74)具有相对较好的耐渍水能力,而紫花苜蓿WL712(0.15)、WL903(0.26)和甘农5号(0.21)则属于对渍水胁迫敏感型材料。2.在添加外源NO的试验中,结果发现,NO的添加能够有效促进渍水胁迫下紫花苜蓿根系生长,提高了叶绿素相对含量,缓解了渍水胁迫对PSⅡ的破坏,但是却降低了地上部位的生长及生物量的积累,这为紫花苜蓿在后期退水恢复过程紫花苜蓿的快速生长提供基础。退水恢复过程中NO能够提高紫花苜蓿叶绿素相对含量和叶绿素荧光性能指标,缓解PSⅡ功能受损程度,提高Fm和Fv/Fm,从而有效促进紫花苜蓿地上和地下部的伸长生长及其生物量的积累。3.在添加外源硝酸铵的试验中,结果发现,渍水胁迫下硝酸铵通过提高紫花苜蓿叶绿素含量,叶绿素a荧光量子产率和效率,降低了比能量通量,提高了荧光性能指标,缓解紫花苜蓿光合原件损坏程度,减少光合耗散为热的能量,降低非光化学淬灭,提高光化学淬灭,从而提高紫花苜蓿的最大光合效率和实际光合效率,促进紫花苜蓿的生长和生物量的积累。此外,渍水胁迫对紫花苜蓿叶片中各元素的影响最为明显,显著降低了紫花苜蓿叶片中K、Ca、Mg、P、Cu、Zn等6种元素含量,也显著提高了 Na和Mn含量。然而,渍水胁迫下添加硝酸铵则会显著降低紫花苜蓿的Mn含量。综上,我们对20份紫花苜蓿的耐渍水能力进行了综合评价,筛选出了渍水耐受型和渍水敏感型品种。并且,我们发现外源添加NO和硝酸铵均能提高紫花苜蓿的耐渍水能力,为未来的紫花苜蓿耐渍水育种和生产提供了重要依据。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S541.9
【图文】：

渍水胁迫,相互作用

渍水胁迫下ＮＯ能够激活的植物体内信号分子包括激素，丝裂原活化蛋白激酶逡逑（ＭＡＰＫｓ），环鸟苷单磷酸（ｃＧＭＰ），环腺苷二磷酸核糖（ｃＡＤＰＲ）和钙（Ｃａ２＋）等［２Ｓ］。渍水胁逡逑迫下ＮＯ、ＲＯＳ和其他信号分子的响应及相互作用如图１所示，溃水造成的低氧应答除逡逑了与信号传导途径的组分间相互作用外［２８】。植物还通过这些信号间的相互作用使得植物逡逑的基因表达发生改变，然后通过蛋白质的翻译和修饰传递信号。植物可以通过不同的方逡逑式感知由渍水胁迫造成的低氧环境。由于渍水胁迫可用ＡＴＰ的减少，导致线粒体电子传逡逑递受到抑制［？］。如由于线粒体电子传递抑制，这些感知机制中的一些可能涉及ＲＯＳ和逡逑ＮＯ生产和消耗的动态变化。拟南芥中的研究也表明，氧气缺乏诱导复合物ＩＩＩ中的ＲＯＳ逡逑产生，其引发ＭＡＰＫ信号级联的短暂激活［７１］。另外，由ＲＯＳ诱导的调节反应至少部分逡逑涉及与乙烯的相互作用，乙烯是参与植物对各种胁迫的反应的重要植物激素。事实上，逡逑在水稻（Ｃ＾ａ？ｍ＿ｗＬ．）植物中，ＲＯＳ和乙烯参与茎节中不定根的产生［７２］。逡逑ＮＯ可能在通气组织形成过程中起信号转导和ＰＣＤ的重要作用。非共生血红蛋白逡逑（Ｈｂ）和一氧化氮（ＮＯ）参与了邋ＮＡＤＨ和ＮＡＤ比值的维持

SOD活性,紫花,渍水胁迫

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