【摘要】：部分根區(qū)灌溉(PRD)是最近提出的一種有效的節(jié)水灌溉方式。理解水分脅迫相關基因對不同根區(qū)干旱的響應對制定節(jié)水灌溉制度有重要指導意義。本研究采用具有分根系統(tǒng)的平邑甜茶(Malus hupehensis)苗作為材料,研究了水分虧缺脅迫下,不同根區(qū)灌溉方式對植株生理生化及8個干旱脅迫相關因表達的影響。設置4個處理,即:(1)對照處理CK(灌溉量為100%蒸發(fā)量);(2)交替分根灌溉APRD(灌溉量為50%的蒸散量);(3)虧缺灌溉DI(灌溉量為50%的蒸散量);(4)固定分根灌溉FPRD(灌溉量為50%的蒸散量,干旱盆為FPRDd,灌溉盆為FPRDw)。研究主要結果如下:(1)與CK相比,三種干旱脅迫灌溉處理植株的光合作用(Pn)、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、黎明前葉水勢(Ψ_(leaf))和蒸發(fā)量均顯著下降。相關性研究顯示Gs與Ψ_(leaf)存在顯著正相關關系,Gs與土壤含水量(V_θ)之間也呈顯著正相關性,說明Gs的大小受干旱根區(qū)的V_θ影響較大。APRD植株的Pn、Gs、Tr和Ψ_(leaf)高于DI和FPRD,表明在灌溉量相同的情況下,APRD的灌溉方式使植株表現出了更好的生理水分狀態(tài)。(2)與CK相比,三種干旱脅迫處理植株產生的ABA均顯著升高。不同處理植株的ABA含量大小順序為葉片:CKAPRDDIFPRD,根系:CKAPRDFPRDwDIFPDRd。葉片與根系中的ABA含量趨勢一致。IAA含量從小到大順序為,葉片中:DIFPRDAPRDCK,根系中:DIFPRDdFPRDw=CKAPRD。與DI和FPRD相比APRD保持相對較高的IAA含量和較低的ABA含量,表明APRD植株受到的干旱程度較輕,生長相對較快。CK和FPRDw的根系GA含量(GA_(root))之間雖沒有顯著差異,但均顯著高于APRD和DI處理。根系中Zr含量(Zr_(root))在CK與FPRDw的含量顯著高于FPRDd、DI、APRD,而這三個盆根區(qū)的Zr_(root)之間沒有顯著差異。相關性分析結果表明,Gs和ABA_(leaf)濃度呈負相關,V_θ與ABA_(leaf)呈負相關。ABA_(leaf)/Zr_(leaf)與Gs和Ψ_(leaf)具有明顯的負相關關系。(3)本文所研究的8個基因在根系中的表達量顯著高于葉片。ABA合成關鍵酶基因MpNCED1和MpNCED2在根系中的表達量是葉片中表達量的上千倍,但ABA_(leaf)是ABA_(root)的3-7倍,這說明ABA在根系中產生后運輸到了葉片。DI和FPRD處理植株葉片和根系中的MdCYP707A1和MdCYP707A2基因表達量顯著高于APRD與CK處理,表明ABA在DI和FPRD處理下的ABA代謝速率快。MpNCED2和MdCYP707A2的表達與ABA_(root)/Zr_(root)顯著相關。干旱脅迫處理后脫水素基因(MdDHN2和MdDHN5)在根系中的表達上調,DI和FPRDd的根系基因表達水平顯著高于CK和APRD。脫水素基因分別在DI的葉片中和FPRDd的根系中的表達水平最高。APRD、FPRD和DI植株葉片和根系中的水孔蛋白基因MpPIP2;1表達水平之間有顯著差異,CK中的表達量最低。而另一個水孔蛋白基因MpTIP2;2的表達在各處理植株的根系中有顯著差別且三個干旱處理的MpTIP2;2基因表達顯著低于CK的MpTIP2;2基因表達,表明MpPIP2;1和MpTIP2;2可能分別通過上調或下調基因表達的方式達到減少水分損失的目的。這些結果表明土壤水分異質性誘導的因表達依賴于整個根區(qū)中水分虧缺的位置和強度。本研究表明APRD誘導了比較弱的基因響應,表明這是一種潛在的有效節(jié)水灌溉方式。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S661.1;S275

【參考文獻】

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本文編號：2760947