【摘要】：干旱已成為全球日益嚴(yán)重的問題,嚴(yán)重影響林木的生長與分布。楊樹在水土保持、防風(fēng)固沙等方面有重要作用,但對干旱脅迫較為敏感,因而在干旱半干旱地區(qū),楊樹的正常生長受阻。膽堿氧化酶能夠直接將膽堿轉(zhuǎn)化為甜菜堿,從而增強植物的抗旱性,晚期胚胎蛋白富集蛋白(LEA)作為多功能蛋白積極應(yīng)對各種脅迫,因此,研究轉(zhuǎn)膽堿氧化酶基因(codA)和甘薯IbLEA14基因楊樹對干旱脅迫的響應(yīng)機制,分析轉(zhuǎn)基因楊樹抗(耐)旱性增強的生理機制,可為楊樹耐旱育種及應(yīng)用提供理論依據(jù),未來有望在改善土壤沙漠化方面發(fā)揮重要作用。本試驗采用土壤干旱脅迫及復(fù)水處理,探討了轉(zhuǎn)IbLEA14和codA基因楊樹及非轉(zhuǎn)基因楊樹(NT)生長及生理生化特性的變化,解析轉(zhuǎn)IbLEA14和codA基因楊樹增強耐旱性的生理機制。獲得主要如下結(jié)果:1.干旱脅迫下,轉(zhuǎn)IbLEA14和codA基因楊樹及非轉(zhuǎn)基因楊樹株高的增長、總生物量的積累都受到抑制,但轉(zhuǎn)基因楊樹生長狀況優(yōu)于非轉(zhuǎn)基因楊樹且復(fù)水后恢復(fù)較快�？梢�,轉(zhuǎn)IbLEA14和codA基因楊樹增強了耐旱性。2.干旱脅迫下,轉(zhuǎn)IbLEA14和codA基因楊樹葉片相對含水量、保水能力顯著高于非轉(zhuǎn)基因楊樹。土壤干旱脅迫條件下,楊樹葉片的凈光合速率(P_n)、氣孔導(dǎo)度(G_s)、蒸騰速率(T_r)及葉綠素含量相較于正常水分條件都明顯下降,但轉(zhuǎn)基因株系的光合能力和葉綠素含量顯著高于非轉(zhuǎn)基因楊樹。干旱脅迫下,轉(zhuǎn)IbLEA14和codA基因楊樹葉片中過氧化氫和丙二醛的積累量顯著低于非轉(zhuǎn)基因楊樹,轉(zhuǎn)基因株系在干旱脅迫后活性氧積累更少、膜脂受損傷程度更低。因此,轉(zhuǎn)IbLEA14和codA基因楊樹具有更好的水分狀況、光合能力與抗氧化能力,從而提高了耐旱性。3.干旱脅迫下,轉(zhuǎn)codA基因楊樹葉片中游離脯氨酸和甜菜堿的含量顯著高于非轉(zhuǎn)基因楊樹,滲透勢顯著低于非轉(zhuǎn)基因楊樹。干旱脅迫后一定時間內(nèi),隨時間延長,楊樹葉片中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過氧化物酶(APX)酶活性逐漸增加,復(fù)水后下降,除POD外,轉(zhuǎn)codA基因楊樹抗氧化酶活性普遍高于非轉(zhuǎn)基因楊樹。說明轉(zhuǎn)codA基因楊樹耐旱性和復(fù)水后恢復(fù)能力增強,可能通過增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及增強抗氧化能力來實現(xiàn)。4.干旱脅迫后,轉(zhuǎn)IbLEA14基因楊樹葉片中游離脯氨酸含量顯著高于非轉(zhuǎn)基因楊樹,轉(zhuǎn)IbLEA14基因楊樹滲透勢低于非轉(zhuǎn)基因楊樹,說明轉(zhuǎn)IbLEA14基因楊樹可通過提高滲透調(diào)節(jié)能力來抵御干旱脅迫的傷害。綜合以上研究結(jié)果,我們可以看出:干旱脅迫下,轉(zhuǎn)codA基因楊樹通過提高滲透調(diào)節(jié)能力及抗氧化能力,增強耐旱性和復(fù)水后恢復(fù)能力。經(jīng)干旱脅迫誘導(dǎo),轉(zhuǎn)IbLEA14基因楊樹提高了保水能力與滲透調(diào)節(jié)能力,具有更好的水分狀況與光合速率,從而增強了耐旱性。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S792.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2707071