南美蟛蜞菊对模拟氮沉降的生理生态响应及其激素调控机理初探

发布时间：2017-10-09 15:13

  本文关键词：南美蟛蜞菊对模拟氮沉降的生理生态响应及其激素调控机理初探

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【摘要】：全球环境的改变尤其是氮沉降可能会改变入侵植物的形态属性、入侵性等。本论文以外来入侵植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata(L.)Hitchc.)为研究对象,主要通过其对不同氮沉降水平的生理生态响应来阐述模拟氮沉降对外来入侵植物生长的影响。同时,考虑到南美蟛蜞菊在入侵到新的生境时,其体内的激素含量会发生变化,那么如果入侵地土壤的含氮量或外界环境氮沉降水平发生改变,南美蟛蜞菊是如何通过调整其内源激素的水平来适应环境改变的?本论文通过使用赤霉素合成抑制剂PAC与氮沉降共同作用研究当氮沉降水平改变时南美蟛蜞菊如何适应外界环境的改变从而促进入侵。在此基础上,结合新一代转录组测序技术,从内源激素调控的角度揭示了模拟氮沉降背景下南美蟛蜞菊适应外界环境改变的机理,这些结果为其防控提供了新的理论依据。本论文的主要研究结果如下:1.通过对南美蟛蜞菊进行不同氮沉降水平的处理发现它的表型特征有明显的变化。本研究结果表明氮的浓度与南美蟛蜞菊的各项生理指标呈现正相关的关系。随着氮浓度的增加,南美蟛蜞菊地上、地下部分的鲜重、茎长、叶片数目及叶绿素含量都呈现增加的趋势,并且这些指标在低浓度(N5(5 g N·m-2·year-1))及中、高浓度(N15(15 g N·m-2·year-1)、N30(30 g N·m-2·year-1))之间差异显著。南美蟛蜞菊在高浓度的氮处理时比中浓度的氮有更多的叶片数目,叶绿素含量也显著增加,叶片呈深绿色,这说明氮浓度的添加对南美蟛蜞菊的影响首先体现在对其光合作用的影响上。当无氮(N0(0 g N·m-2·year-1))添加时,南美蟛蜞菊长势较弱,叶片呈现黄色,说明了试验中氮处理的有效性。同时,南美蟛蜞菊的三种内源激素(赤霉素GA、脱落酸ABA、生长素IAA)的含量在不同氮沉降水平的处理下也表现出不同的规律,在2个月的处理下,随着氮浓度的升高,IAA及GA的含量显著下降且2个月内的激素增量在对照组(N0)与低、中、高氮浓度处理下(N5,N15,N30)下有明显差异。2.南美蟛蜞菊在PAC与氮沉降的共同作用下产生了叠加效应,植株的茎长、受到抑制,叶片呈胁迫状,并且根部明显膨大。无论短期或是长期处理,PAC与氮沉降共同处理对南美蟛蜞菊的叶片数目及叶绿素含量都有显著影响,说明PAC与氮沉降很可能是通过对植物的光合作用的影响来产生叠加效应的。比较分析PAC与氮沉降共同作用对南美蟛蜞菊的内源激素含量变化规律发现,GA是三种激素中受氮沉降水平影响最大的激素。实验处理对南美蟛蜞菊内源激素的比值ABA/GA和IAA/GA均有显著影响,而对ABA/IAA没有什么影响。3.通过新一代测序技术分别对对南美蟛蜞菊单独氮处理以及PAC与氮沉降共同作用下的三个处理组进行转录组测序,我们获得了450418条高质量的序列,然后通过denovo组装,获得南美蟛蜞菊转录组Unigenes。对这些基因进行KEGG代谢通路分析,发现了有2084个基因被注释到了“植物激素信号转导”通路上,三个处理组间共有的差异基因有225个,这些结果为我们后期克隆和鉴定南美蟛蜞菊激素相关基因并对其进行基因表达差异分析奠定了基础。
【关键词】：南美蟛蜞菊 模拟氮沉降 赤霉素合成抑制剂 表型 内源激素 适应性
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X51;X173
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-25
• 1.1 外来植物的入侵机制研究进展12-15
• 1.1.1 天敌逃逸假说12-13
• 1.1.2 增强竞争力进化假说13
• 1.1.3 新武器假说13-14
• 1.1.4 氮分配进化假说14
• 1.1.5 空生态位进化假说14-15
• 1.2 氮沉降与外来植物入侵15-19
• 1.2.1 氮沉降对植物生长的影响15-17
• 1.2.2 氮沉降与其他因素综合作用的研究进展17-18
• 1.2.3 氮沉降对外来入侵植物的影响18-19
• 1.3 植物激素及激素合成抑制剂的应用19-22
• 1.3.1 植物激素19-20
• 1.3.2 植物激素合成抑制剂20-22
• 1.4 研究目的、内容及技术路线22-25
• 1.4.1 研究目的22-23
• 1.4.2 研究主要内容23
• 1.4.3 研究技术路线23-25
• 第二章 模拟氮沉降背景下南美蟛蜞菊的生理生态响应25-44
• 2.1 实验材料25-26
• 2.1.1 植物材料25
• 2.1.2 试剂配制25-26
• 2.2 实验方法26-29
• 2.2.1 实验设计26-27
• 2.2.2 生长指标及激素含量的测定27-29
• 2.2.3 数据分析29
• 2.3 实验结果29-43
• 2.3.1 南美蟛蜞菊在不同氮沉降水平下的生长表型29-33
• 2.3.2 南美蟛蜞菊在不同氮沉降水平下内源激素的响应33-43
• 2.4 本章小结43-44
• 第三章 南美蟛蜞菊对赤霉素合成抑制剂PAC与氮沉降共同作用的响应44-61
• 3.1 实验材料44
• 3.1.1 植物材料44
• 3.1.2 试剂配制44
• 3.2 实验方法44-45
• 3.2.1 实验设计44-45
• 3.2.2 生长指标及激素含量的测定45
• 3.2.3 数据分析45
• 3.3 实验结果45-59
• 3.3.1 南美蟛蜞菊对PAC与氮沉降共同作用时的生长表型45-50
• 3.3.2 南美蟛蜞菊对PAC与氮沉降共同作用时的内源激素的响应50-59
• 3.4 本章小结59-61
• 第四章 南美蟛蜞菊在模拟氮沉降背景下的转录组特征61-81
• 4.1 植物材料61
• 4.2 实验方法61-64
• 4.2.1 总RNA的提取及检测61
• 4.2.2 cDNA文库的制备61-62
• 4.2.3 上机测序62-63
• 4.2.4 数据过滤63
• 4.2.5 转录组数据处理63-64
• 4.3 实验结果及分析64-80
• 4.3.1 RNA的质量检测64-65
• 4.3.2 测序质量统计65
• 4.3.3 denovo组装结果65-67
• 4.3.4 基因功能注释结果67-71
• 4.3.5 CDS预测结果71-72
• 4.3.6 差异基因表达分析72-80
• 4.4 本章小结80-81
• 第五章 结论与展望81-84
• 5.1 结论81-82
• 5.2 创新点82
• 5.3 展望82-84
• 参考文献84-95
• 致谢95-96
• 硕士期间取得的研究成果96

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本文编号：1000887