缺锌对平邑甜茶根系质膜质子泵及质外体pH的影响

发布时间：2020-01-23 09:41

【摘要】：锌是植物生长发育必需的微量元素之一,参与生物体众多生理生化过程。缺锌在苹果生产中普遍存在,表现出明显的缺锌症状,极大的影响苹果的产量和品质。本试验以生产上常用、对缺锌敏感的苹果砧木平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)为试验材料,采用溶液培养法研究了缺锌胁迫下平邑甜茶的根系构型、根系活力和锌含量的变化,以及缺锌条件对平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase活性、动力学特征、H~+-ATPase酶浓度、ATP含量、H~+流速、生长素含量及质外体pH的影响,初步探究质膜H~+-ATPase与质外体pH对根系生长的影响,进一步揭示平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase和质外体pH对缺锌的响应机制。主要结果如下:(1)缺锌影响平邑甜茶的生长发育。对平邑甜茶水培苗进行缺锌(0μmol·L-1)和对照(4μmol·L-1)处理,结果表明缺锌处理4周的平邑甜茶幼苗表现出明显的缺锌症状:植株生长矮小、叶片较小、节间短等特征,且根系较短而少。对平邑甜茶根系构型、根系活力及锌含量的研究结果表明,缺锌胁迫显著降低了平邑甜茶幼苗根系长度、根尖数、根系表面积和总体积,说明缺锌胁迫下根系生长受到抑制;缺锌显著降低平邑甜茶根系活力,通过降低根系活力影响根系对锌离子的吸收能力,进而影响平邑甜茶幼苗生长。(2)缺锌影响平邑甜茶质膜H~+-ATPase活性。用两相法分离得到的平邑甜茶幼苗根系细胞膜纯度达到85%以上,缺锌处理质膜H~+-ATPase的水解活性和泵活性均显著低于对照,Vmax降低;Km升高,说明缺锌平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase对底物ATP的亲合性要低于对照。蛋白质免疫印迹实验结果表明,缺锌平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase酶浓度略低于对照,表明缺锌平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase活性的降低与质膜H~+-ATPase浓度的降低有关。(3)缺锌影响平邑甜茶根系内源IAA及ATP含量。两种处理下平邑甜茶幼苗地上部和根系内源IAA含量显著降低,地上部的IAA含量高于根系内的IAA含量,推测锌胁迫使得IAA的减少导致向根系运输的IAA含量显著减少。缺锌胁迫使得平邑甜茶根系内的ATP含量低于对照,说明缺锌平邑甜茶根系具有较低的能量供应水平,从而影响了质膜H~+-ATPase活性。(4)缺锌影响平邑甜茶根尖H~+流速及质外体pH。缺锌胁迫和对照条件下,平邑甜茶根尖均表现为外排趋势,且缺锌条件下H~+的外排量相比对照显著降低。矾酸钠处理平邑甜茶根尖后结果表明,缺锌和对照平邑甜茶根尖H~+流速没有显著性差异,说明矾酸钠处理消除了缺锌和对照平邑甜茶根尖H~+流速的差异,缺锌平邑甜茶H~+外排的降低与PM H~+-ATPase相关。缺锌胁迫下,平邑甜茶根尖的质外体pH升高,导致质外体碱化,说明平邑甜茶质膜H~+-ATPase活性降低,使细胞分泌质子的能力下降,促使质外体pH增加,根据酸生长理论,降低了植株的生长。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S661.1

【参考文献】