外源脱落酸对水稻（Oryza sativa L.）盐碱胁迫的诱抗效应及其生理机制

发布时间：2017-05-13 16:04

  本文关键词：外源脱落酸对水稻（Oryza sativa L.）盐碱胁迫的诱抗效应及其生理机制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：盐碱胁迫不仅具有盐胁迫带来的渗透胁迫和离子毒害特性,同时还具有碱胁迫带来的高p H特性。盐碱土壤的这种理化特性对作物的生长乃至最终产量具有独特而严重的抑制作用。研究表明,当植物遭受到生物胁迫和非生物胁迫诱导刺激后,能快速增强自身细胞的防卫机制,同时,经过胁迫刺激诱导后,植物具备了比未诱导植物更快更强的应对胁迫的能力,这一现象被称为诱导抗性(Priming)或胁迫驯化(Hardening),外源脱落酸(ABA)等有些植物激素或植物诱抗剂预处理植物同样能够诱导应对各种胁迫的抗性(诱抗效应,Priming effect)。脱落酸在植物应对逆境胁迫时起到关键作用。本研究通过室内实验和大田试验两部分,研究外源ABA预处理对盐碱胁迫下水稻的潜在诱抗效应及其生理机制。植物生长在碱土环境下,既要受到离子毒害和渗透胁迫带来的伤害,又要受到高p H产生的伤害。而碱胁迫产生高p H胁迫,不仅对植物本身造成直接伤害,同时还引起某些营养元素(铁、磷)的缺失。研究发现,外源ABA预处理可提高水稻的盐胁迫抗性,然而,关于外源ABA预处理对水稻耐碱性影响的研究尚未有报道。因此,室内实验中,用Na2CO3模拟碱胁迫,研究了外源ABA预处理对水稻碱胁迫的潜在诱抗作用。分别用0(对照),10,及50μM ABA浸根处理水稻幼苗24小时,然后移到不含ABA的15m M Na2CO3溶液中进行碱胁迫处理。结果表明,碱胁迫7天后,ABA预处理水稻幼苗的成活率比对照组提高了大约1~2倍,总生物量也有较大幅度的提高(约4%~7%)。ABA预处理有效减轻了碱胁迫对水稻总根长、根表面积、总根数和根体积等根系指标的限制作用。碱胁迫下,ABA处理增加了水稻幼苗相对含水量,而降低了质膜损伤程度和Na+/K+比值。与此相反,氟啶草酮(ABA合成抑制剂)处理降低了碱胁迫下幼苗地上部分的相对含水量,增加了质膜损伤程度。以上结果表明,ABA对水稻碱胁迫抗性具有很强的诱抗效应,其生理机制包括降低水稻幼苗水分损耗、质膜损伤程度以及Na+/K+比值通过三年(2012-2014)的大田试验进一步验证了ABA处理对水稻适应苏打盐碱水田的潜在诱抗效应以及实际产量的影响。首先用0(对照),1,及10μM ABA浸根处理水稻秧苗24小时,然后移栽到两块不同盐碱程度的苏打盐碱水田中,(1)加沙改良苏打盐碱地(F1);(2)未改良苏打盐碱地(F2)。结果表明,与对照组相比,ABA处理水稻秧苗在F1和F2田中存活率分别提高了8%-11%和17%-25%,叶片枯萎率分别降低了22%-37%和26%-44%。这些效果可能是由于ABA降低了气孔导度进而减少了秧苗水分损耗引起的。外源ABA处理还促进了后期水稻生长,在F1和F2水田中ABA处理的水稻产量比对照组水稻提高了8%-13%和13%-39%。因此,ABA的诱抗作用在盐碱胁迫程度重的水田中更为明显。基因表达分析结果显示,ABA处理显著提高了ABA应答基因Sal T和Os Wsi18的表达水平,并至少持续到插秧后第八天。综上结果,ABA对水稻适应盐碱水田具有很强的诱抗效应,能够为提高盐碱水田的水稻产量提供有效而实用的新途径。
【关键词】：盐碱胁迫 水稻(Oryza sativa L.) 诱抗效应 脱落酸 抗逆性
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S511;Q945.78
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第一章 绪论12-37
• 第一节 选题背景与研究意义12-16
• 一、选题背景12-15
• 二、研究意义15-16
• 第二节 国内外研究进展16-32
• 一、盐碱土研究概述16-17
• 二、盐碱胁迫对植物的影响17-21
• 三、盐碱胁迫对水稻的影响21-23
• 四、脱落酸与植物逆境胁迫的研究进展23-31
• 五、诱抗效应与植物胁迫抗性研究进展31-32
• 第三节 研究内容、技术路线和创新点32-37
• 一、研究内容32-33
• 二、研究方法与技术路线33-35
• 三、主要创新点35-37
• 第二章 外源ABA对碱胁迫下水稻生长发育的影响37-55
• 第一节 实验材料与方法38-41
• 一、实验材料38-39
• 二、实验方法39-41
• 第二节 实验结果41-53
• 一、外源ABA对碱胁迫下水稻幼苗的存活率影响41-43
• 二、外源ABA对碱胁迫下水稻幼苗的地上部分生长影响43-45
• 三、外源ABA对碱胁迫下水稻幼苗的地下部分生长影响45-48
• 四、外源ABA对碱胁迫下水稻幼苗的相对含水量影响48-49
• 五、外源ABA对碱胁迫下水稻幼苗的质膜伤害程度影响49-51
• 六、外源ABA对碱胁迫下水稻幼苗的Na+和K+影响51-53
• 第三节 讨论53-55
• 第三章 外源ABA对盐碱胁迫下水稻生长和产量影响55-77
• 第一节 实验材料与方法56-60
• 一、研究区基本概况56-57
• 二、试验材料和设计57-58
• 三、试验方法58-60
• 第二节 实验结果60-75
• 一、外源ABA处理对盐碱胁迫下水稻生长及产量的影响（2012 年）60-63
• 二、外源ABA处理对盐碱胁迫下水稻生长及产量的影响（2013 年）63-73
• 三、外源 ABA 处理对盐碱胁迫下水稻产量的影响（2014 年）73-75
• 第三节 讨论75-77
• 第四章 结论与展望77-83
• 第一节 研究结论77-78
• 一、外源ABA促进了碱胁迫下水稻幼苗生长发育77
• 二、外源ABA促进苏打碱胁迫下水稻生长和产量77-78
• 三、外源ABA引发盐碱胁迫下水稻幼苗的诱抗效应机制78
• 第二节 未来工作展望78-83
• 一、利用转基因手段探究内源ABA对水稻抗盐碱性影响78-81
• 二、研究外源ABA引发水稻诱抗效应的分子作用机制81-83
• 参考文献83-95
• 发表文章目录95-96
• 致谢96-97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 李秀军;松嫩平原西部土地盐碱化与农业可持续发展[J];地理科学;2000年01期

2 庞治国,李纪人,李取生;吉林西部盐碱化土地空间变化及防治措施[J];国土资源遥感;2004年02期

3 杨劲松;;中国盐渍土研究的发展历程与展望[J];土壤学报;2008年05期

4 李光林，陈德万，左冰意，徐志朝;ABA对杂交稻幼苗抗冷性机理的研究[J];西南农业大学学报;1994年02期

5 张瑞珍;邵玺文;童淑媛;汪恒武;齐春燕;孙长占;;盐碱胁迫对水稻源库与产量的影响[J];中国水稻科学;2006年01期

6 张振华;刘强;宋海星;荣湘民;Abdelbagi M.Ismail;;水稻生长、根系生理特性和ABA含量的基因型差异与耐盐性的关系[J];植物营养与肥料学报;2011年05期

  本文关键词：外源脱落酸对水稻（Oryza sativa L.）盐碱胁迫的诱抗效应及其生理机制，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：362971