【摘要】：堿脅迫抑制植株的正常生長(zhǎng),導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量大幅下降,是影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要脅迫之一。我國(guó)蘋果優(yōu)生區(qū)-黃土高原產(chǎn)區(qū)的土壤pH值多高于8.0,受土壤堿化影響較大。富平楸子(Malus prunifolia Brokh.)對(duì)堿脅迫的耐受力較強(qiáng),抗病,抗旱,是一種優(yōu)良的砧木資源。根系是感知環(huán)境pH值變化的第一個(gè)器官,質(zhì)子泵具有多種生理功能,且響應(yīng)多種非生物逆境脅迫。因此,研究富平楸子根系質(zhì)子泵對(duì)堿脅迫的響應(yīng)機(jī)制,探究富平楸子耐堿性強(qiáng)的原因,將為后續(xù)耐堿性研究和蘋果耐堿性砧木資源的挖掘提供理論參考和技術(shù)依據(jù)。本研究以富平楸子組培苗為材料,采用水培的方法,測(cè)定了堿脅迫處理前后富平楸子幼苗葉片光合特性、根系電導(dǎo)率、鮮重、干重、根系活力、質(zhì)子分泌、質(zhì)子流速等各項(xiàng)生理指標(biāo)的變化;對(duì)蘋果屬質(zhì)子泵(質(zhì)膜H~+-ATP酶)基因家族進(jìn)行生物信息學(xué)分析;定量分析了堿脅迫處理不同時(shí)間下質(zhì)子泵家族基因的表達(dá)量變化,以期從植物生理學(xué)和分子生物學(xué)兩方面對(duì)富平楸子耐堿性機(jī)制進(jìn)行初步探究。研究表明:1.堿脅迫處理第7 d時(shí),富平楸子植株上部幼葉開始出現(xiàn)黃化癥狀,下部葉片顏色正常,而對(duì)照組植株幼葉為綠色;堿脅迫處理第13 d時(shí),富平楸子葉片的葉綠素含量下調(diào)30%左右,凈光合速率、氣孔導(dǎo)度等光合特性顯著低于對(duì)照組,地上部植株干、鮮重較對(duì)照組有所下降,但未達(dá)到顯著性水平;根系電導(dǎo)率顯著上升;根系活力下降了16%;干重較對(duì)照無顯著性變化,鮮重顯著下降;2.堿脅迫處理3 d內(nèi),富平楸子幼苗根系不同區(qū)域H~+流速為負(fù)值,此時(shí)H~+內(nèi)流大于外排;處理3 d以后,富平楸子根系根尖、分生區(qū)、伸長(zhǎng)區(qū)以及根毛區(qū)的H~+流速均為正值,說明此時(shí)H~+外排大于內(nèi)流;處理第7 d時(shí),H~+流速達(dá)到外排最大值,7 d后趨于穩(wěn)定外排。質(zhì)子分泌試驗(yàn)表明:處理13 d后,根系周圍培養(yǎng)基顏色變黃,質(zhì)子向外分泌,加入質(zhì)子泵抑制劑-釩酸鈉后,堿處理組根系周圍顏色無明顯變化,質(zhì)子外排不明顯,而對(duì)照組幼苗根系周圍培養(yǎng)基顏色在加入釩酸鈉前后無明顯變化。說明富平楸子根系質(zhì)子泵通過促進(jìn)H~+外排響應(yīng)堿脅迫。3.對(duì)GDR數(shù)據(jù)庫(kù)中蘋果屬質(zhì)膜H~+-ATP酶家族基因序列進(jìn)行篩選、比對(duì)和分析的結(jié)果表明:蘋果屬中質(zhì)膜H~+-ATP酶家族分為5個(gè)亞家族,共13個(gè)成員(MdAHA1-MdAHA 13),分布于10條染色體上;對(duì)富平楸子幼苗各組織器官的qRT-PCR試驗(yàn)結(jié)果表明:13個(gè)質(zhì)膜H~+-ATP酶基因在富平楸子的莖、芽、幼葉和成熟葉片中的表達(dá)具有特異性,其中MdAHA11在根中表達(dá)量較高,MdAHA10在莖中表達(dá)量較高,MdAHA5在莖和葉中表達(dá)量較高,MdAHA1、MdAHA2、MdAHA3、MdAHA7和MdAHA12在所有組織中表達(dá)量很低,幾乎檢測(cè)不到;與對(duì)照組相比,MdAHA4、MdAHA5、MdAHA6、MdAHA8、MdAHA9、MdAHA10、MdAHA11和MdAHA13表達(dá)量的變化均在1.5倍范圍內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S661.1

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本文編號(hào)：2797182