褪黑素缓解番茄低温与水分胁迫机理研究
[Abstract]:Low temperature and drought are common environmental stress factors, which affect the distribution, growth and development of plants in nature, as well as global agricultural production and threaten food safety. Tomato (Solanum lycopersicum) is an important horticultural crop. Tomato (fruit) is in great demand all over the world. However, the growth and development of tomato are easily affected by low temperature and drought, resulting in lower yield and lower quality. Therefore, it is of great significance to improve the cold resistance and drought resistance of tomato to ensure the sustainable production of tomato. Melatonin plays an important role in plant growth, development and stress response. At present, the mechanism of melatonin regulating cold resistance and drought resistance of tomato is rare. In this study, tomato was used as experimental material. The photosynthetic ability, non-photochemical quenching level, antioxidant system, cold response gene expression and osmotic regulatory substance accumulation in tomato leaves were measured under low temperature and water stress. The effects of melatonin on tomato low temperature stress and water stress were studied and its mechanism was discussed. The main results are as follows: 1. Melatonin alleviates the injury of tomato plants caused by low temperature. The pretreatment of melatonin could significantly improve the photosynthetic ability of tomato plants under low temperature stress and alleviate the oxidative stress caused by low temperature, which showed that melatonin treatment could reduce the content of malondialdehyde and electrolyte permeability. The activities of antioxidant enzymes and the contents of non-enzymatic antioxidants in tomato under low temperature stress were increased, and the antioxidant capacity of tomato was enhanced. Melatonin promoted the expression of Jingtian heptanone glycosyldiphosphatase gene and maintained the activity of Jingtian heptanone glycosyldiphosphatase under low temperature stress, which was helpful to improve the photosynthetic ability of tomato leaves under low temperature stress. Melatonin significantly induced the expression of cold response genes and the accumulation of soluble sugar and proline in tomato under low temperature stress, which played an important role in improving the cold resistance of tomato. 2. Melatonin alleviated the photoinhibition of tomato under low temperature stress. Melatonin treatment promoted the expression of Purple lutein Decyclooxygenase gene and the content of ascorbic acid in lutein cycle of tomato leaves under low temperature stress, so as to improve the activity of purple lutein de-cyclooxygenase. The increase of the activity of violaxanthin deepoxylase caused the increase of lutein deepoxidation level, which increased the non-photochemical quenching level and alleviated the photoinhibition induced by low temperature stress of tomato. 3. Melatonin alleviated tomato water stress. Melatonin significantly increased the photosynthetic capacity of tomato under drought conditions and decreased the oxidative injury induced by drought, and increased the antioxidant capacity of tomato. Melatonin promoted the expression of epidermal wax synthesis gene, increased the content of epidermal wax, and reduced the loss of non-stomatal moisture in tomato leaves. Melatonin significantly changed the osmotic potential gradient between old and young leaves of tomato under water stress. These results suggest that melatonin treatment can alleviate water stress in tomato. 4. 4. Melatonin may depend on ABA to regulate the antioxidant capacity of tomato under water stress. Melatonin significantly reduced the oxidative damage induced by drought and significantly increased the antioxidant ability of tomato leaves. However, the effect of melatonin on tomato was decreased after treated with ABA biosynthesis inhibitor flurazone. The effects of melatonin on malondialdehyde (MDA) content, electrolyte permeability and antioxidant enzymes in tomato leaves were significantly decreased after treatment with flurazone, suggesting that melatonin may depend on ABA to improve the antioxidant capacity of tomato.
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S641.2
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本文编号:2410830
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