线辣椒耐盐性及其对盐胁迫的生理生化响应

发布时间：2020-09-29 15:47

　　 土壤盐渍化已经成为制约蔬菜生产的一个重要问题,辣椒作为一种重要的蔬菜作物,对其耐盐性的研究相对有限。尤其是以线辣椒为试验材料的研究几乎未见报道。本研究以线辣椒品种(品系)为材料,研究盐胁迫对线辣椒种子发芽、幼苗生长、幼苗叶片生理生化特性、根系生长、根系基因表达的影响,期望探索线辣椒的有关耐盐机理,为线辣椒耐盐研究、盐胁迫条件下的线辣椒生产提供借鉴和技术支持。本试验以“佳园角斗士”等20个线辣椒品种(品系)为材料,用50、100、150、200、250mmol/L的NaCl溶液进行处理,以蒸馏水对照,对盐胁迫田间下的种子发芽率、发芽势、发芽相对盐害率进行了研究;在此基础上并参考已有的研究,筛选耐盐品种(7301、D1)和盐敏感品种(GX7、102)开展幼苗生长和叶片生理生化特性研究;在上述研究的基础上,筛选耐盐品种(7301)和盐敏感品种(GX7)进行根系生长和基因差异表达研究。主要研究结果如下:1.在种子萌发期,随NaCl处理浓度的升高,各线辣椒品种发芽率和发芽势都在低浓度NaCl溶液(50mmol/L)处理时表现出可以促进种子萌发。在高盐浓度(≥150mmol/L)处理时,只有少数几个线辣椒品种的发芽率还维持在50%以上,其中D1、D2的发芽率在90.0%和89.3%;JX、XTE、J1和7301的发芽率在48.0%-65.3%;其余品种的发芽率最高为32.0%;JJ、102、GX7和GX6的发芽率更是低于10.0%;发芽势最高也只有39%。而在250mmol/L NaCl溶液处理时,只有7301和D1可以发芽,发芽率分别为28.7%和2.0%。通过种子发芽试验可以看出,7301和D1相对比较耐盐,GX7和102对盐分比较敏感。2.在幼苗生长试验中,4个材料的株高、茎粗均随着盐分浓度的升高呈现下降趋势。在盐分浓度高于100 mmol/L的所有处理中,耐盐品种7301幼苗株高、茎粗均高于其他3个材料,且多数观察点的差异比较明显。3.在幼苗叶片生理生化指标方面,高浓度(200、250mmol/L)处理20d时,耐盐品种7301和D1中的花青素含量、PPO和GR活性均高于盐敏感品种GX7和102。盐敏感品种在NaCl胁迫下积累了较多的MDA,其质膜透性也高于耐盐品种,说明盐敏感品种受到的盐害程度更高。4.随着NaCl溶液浓度的升高,耐盐品种7301和盐敏感品种GX7的根系均从乳白色逐步变为褐色;高浓度盐处理下,7301根系的生长量略有下降,但盐敏感品种GX7根系的生长量下降比较明显。两个品种的总根长、总根表面积、根尖数和根系干重均随着盐浓度的升高而显著降低,但是盐胁迫对7301的影响明显小于对GX7的影响。5.与对照相比,12 h的差异表达基因数目最大,品种GX7的差异表达数为4102,品种7301的差异表达数为4713。以GX7为基础,NaCl胁迫下7301根系大量基因出现差异表达,通过GO分析,与根系耐盐有关的差异表达基因在细胞成分、分子功能和生物学过程等3个GO分支均有分布,涉及根形态发生、渗透胁迫反应、谷胱甘肽转移酶活性等。6.在KEGG库中的注释分析结果显示,共有11个基因在所有取样点都有差异表达,其中2个表现为下调,9个基因上调。GX7有3个基因(Capana11g001528、Capana06g001415和Capana00g000561)在3个时间点上均未出现差异表达,因此谷胱甘肽代谢、脂肪酸代谢和吞噬体这3个通路的上调表达可能与线辣椒的耐盐性关系密切。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S641.3
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 土壤盐渍化及其研究现状
    1.2 盐胁迫对植物的影响
        1.2.1 盐胁迫对种子萌发的影响
        1.2.2 盐胁迫对植物生长发育的影响
    1.3 植物盐害机理
    1.4 植物耐盐机制
        1.4.1 渗透调节
        1.4.2 离子区域化
        1.4.3 保护酶系统活性增加
        1.4.4 植物的抗盐性
        1.4.5 抗盐转录因子的响应
    1.5 植物耐盐性研究进展
        1.5.1 对种子萌发的研究
        1.5.2 对植物生理生化指标的研究
        1.5.3 对逆境胁迫基因表达的研究
        1.5.4 对不同生育期耐盐性的研究
    1.6 研究的目的及意义
第二章 材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 种子发芽试验
        2.2.2 幼苗生长试验
        2.2.3 幼苗叶片生理生化指标的测定
        2.2.4 根系形态扫描与分析
        2.2.5 根系基因差异表达
    2.3 数据处理
第三章 结果与分析
    3.1 盐胁迫对种子发芽的影响
        3.1.1 盐胁迫对种子发芽率和发芽势的影响
        3.1.2 盐胁迫下种子的发芽相对盐害率
    3.2 盐胁迫对幼苗生长的影响
        3.2.1 盐胁迫对幼苗株高的影响
        3.2.2 盐胁迫对幼苗茎粗的影响
    3.3 盐胁迫对幼苗叶片生理生化特性的影响
        3.3.1 盐胁迫对质膜透性的影响
        3.3.2 盐胁迫对叶片花青素含量的影响
        3.3.3 盐胁迫对叶片丙二醛(MDA)含量的影响
        3.3.4 盐胁迫对叶片抗氧化酶活性的影响
        3.3.5 盐胁迫对幼苗叶片过氧化氢(H2O2)含量的影响
    3.4 盐胁迫对根系的影响
        3.4.1 盐胁迫对根系形态的影响
        3.4.2 盐胁迫对根系参数的影响
    3.5 盐胁迫对根系基因表达的影响
        3.5.1 测序质量检测结果
        3.5.2 差异表达基因的筛选
        3.5.3 差异表达基因的GO注释分析
        3.5.4 差异表达基因的KEGG注释分析
第四章 讨论
    4.1 NaCl胁迫对种子发芽的影响
    4.2 NaCl胁迫对幼苗生长的影响
    4.3 NaCl胁迫对幼苗叶片生理生化指标的影响
    4.4 NaCl胁迫对根系的影响
        4.4.1 NaCl胁迫对根系形态的影响
        4.4.2 NaCl胁迫对根系基因差异表达的影响
第五章 结论
参考文献
致谢
作者简介

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本文编号：2829936