本文關鍵詞：黃瓜嫁接幼苗耐鹽光合特性和WSC代謝生理調(diào)控研究

  更多相關文章： 黃瓜 嫁接 鹽脅迫 生長發(fā)育 離子毒害 光合作用 WSC代謝 生理調(diào)控

【摘要】：土壤次生鹽漬化已成為制約我國北方地區(qū)黃瓜(Cucumis sativus L.)設施栽培生產(chǎn)的主要環(huán)境因子。近年來發(fā)展起來的利用抗鹽砧木嫁接黃瓜技術,在改善黃瓜耐鹽性,提高其產(chǎn)量和品質(zhì)上取得了顯著效益。但由于作物抗鹽生理機制的復雜性,以及砧木-接穗基因型與鹽脅迫環(huán)境互作效應的生理表型差異性,致使有關嫁接黃瓜耐鹽生理研究結果差異較大,其生理調(diào)控機制尚不明晰。因此,系統(tǒng)研究鹽脅迫下黃瓜嫁接耐鹽生理機制,對于黃瓜耐鹽高效栽培及遺傳改良具有重要科學意義。本研究選用鹽敏感黃瓜品種“盛美200"作為接穗品種,選用根系發(fā)達、抗鹽能力強的黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia Bouche)作為砧木進行嫁接,考察不同鹽脅迫(NaCl:NaSO4=9:1,摩爾比)強度條件下,黃瓜嫁接苗和自根苗生長發(fā)育、Na+和K+吸收積累、葉綠素合成代謝、光合生理和可溶性碳水化合物(WSC)代謝相關性狀表型變異,解析嫁接苗和自根苗耐鹽性差異,進一步明確嫁接改善黃瓜苗期耐鹽性的生理機制。研究結果如下：(1)在不同鹽脅迫條件下,黃瓜幼苗生長發(fā)育、Na+和K+吸收積累、葉綠素合成代謝、光合生理和WSC代謝相關性狀表型變異對嫁接、器官、鹽脅迫濃度、鹽脅迫持續(xù)時間,及其各因子互作因子的響應具有顯著地特異性。其中,嫁接或/和鹽脅迫濃度普遍是影響上述表型變異的主要限制因子。(2)鹽脅迫對黃瓜自根苗和嫁接苗生物量和形態(tài)有顯著影響,均隨著鹽脅迫濃度的增加而顯著下降；鹽脅迫主要限制了黃瓜幼苗地上部分干物質(zhì)積累。但嫁接能顯著改善黃瓜幼苗鹽脅迫下的生長發(fā)育,尤其是能顯著提高根長和莖粗生長量,來提升黃瓜嫁接苗的耐鹽性。(3)黃瓜嫁接苗根系在鹽脅迫早期(鹽脅迫后3-9d)具有較為顯著的拒Na+能力,而鹽脅迫后期這種能力顯著降低,但仍是自根苗的2-4倍。嫁接苗根系吸K+能力強于自根苗。并且,嫁接苗根系能不同程度地抑制Na+和促進K+向地上部分轉(zhuǎn)運,維系莖葉較低水平的Na+/K+比例。在黃瓜幼苗離子吸收積累水平上,嫁接苗和自根苗耐鹽性差異主要取決于根中Na+含量和N+/K+比例。(4)鹽脅迫均能降低黃瓜幼苗葉綠素含量,提高Ca/Cb比值,其變幅均隨鹽脅迫強度的增加而增大。但嫁接苗葉綠素含量顯著高于自根苗,二者最大差異主要表現(xiàn)在Cb含量上,嫁接苗葉片能保持較低水平的Ca/Cb。在鹽脅迫下,黃瓜嫁接苗在一定程度上能維系葉綠素合成關鍵步驟中ALA→PBG→Urogen Ⅲ轉(zhuǎn)化的正常進行,尤其是在葉綠素合成的起始階段上,這種效應更為顯著。鹽脅迫均能抑制黃瓜幼苗ALAD和UROS活性,在鹽脅迫早期鹽脅迫能激發(fā)Chlase活性,后期顯著抑制Chlase活性。其中,UROS和Chlase活性對鹽脅迫的反應比ALAD活性更為敏感。但在鹽脅迫條件下,嫁接苗較自根苗能保持ALAD和UROS較高水平酶活力、較低水平的Chlase活力和CLH基因表達量,從而有利于驅(qū)動葉綠素代謝向合成方向進行。(5)鹽脅迫能不同程度地促進黃瓜幼苗NPQ顯著提高和1Rubisco酶活性顯著降低,氣孔關閉、葉綠體降解,rbcL和rbcS基因表達受阻,其變幅均隨著鹽脅迫增加而變大。鹽脅迫導致黃瓜幼苗光合作用下降,在鹽脅迫前期(鹽脅迫6-9d前)主要是氣孔限制造成的,而后期(鹽脅迫9d后)主要是非氣孔限制顯著造成的。但鹽脅迫對嫁接苗的影響程度顯著小于自根苗,尤其是鹽脅迫后期。在各表型耐鹽性上,NPQ是嫁接苗和自根苗間差異最大的性狀。在Rubisco酶的活性和基因表達水平上,自根苗和嫁接苗間差異主要表現(xiàn)在鹽脅迫后期IRA活性和rbcS基因表達上(6)在鹽脅迫條件下,黃瓜幼苗不同器官可溶性總糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量呈現(xiàn)“先升后降”趨勢,果聚糖呈現(xiàn)持續(xù)降低的趨勢。在鹽脅迫早期能不同程度地激發(fā)蔗糖和果聚糖關鍵水解酶(SS、AI和FEH)活性,抑制其合成關鍵酶(SPS和SST)活性,在鹽脅迫后期均表現(xiàn)為強烈的抑制作用,但總體自根苗的變幅顯著大于嫁接苗。在鹽脅迫過程中,嫁接苗能保持較長時間的高水平可溶性糖含量。在各表型耐鹽性上,嫁接苗和自根苗間差異最大的性狀是蔗糖含量,其次是果聚糖含量和SST活性等；黃瓜不同器官Na+含量與嫁接苗根和莖蔗糖含量達顯著或極顯著正相關,但自根苗的反之。說明,在WSC代謝水平上,高蔗糖含量對改善黃瓜嫁接苗耐鹽性具有重要作用。本研究較為系統(tǒng)地研究了鹽脅迫對黃瓜幼苗生長發(fā)育、Na-和K+吸收積累、葉綠素合成代謝、光合生理和可溶性碳水化合物(WSC)代謝影響的動態(tài)規(guī)律,從不同層面解析了黃瓜嫁接苗與自根苗耐鹽差異的形態(tài)和生理代謝關鍵節(jié)點,明確了嫁接改善黃瓜幼苗耐鹽生長、光合作用和可溶性碳水化合物代謝的生理機制。研究結果將為黃瓜耐鹽高效栽培及遺傳改良奠定一定的理論和技術基礎。
【關鍵詞】：黃瓜 嫁接 鹽脅迫 生長發(fā)育 離子毒害 光合作用 WSC代謝 生理調(diào)控
【學位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S642.2
【目錄】：

• 摘要2-4
• Summary4-6
• 縮略詞語表6-10
• 第一章 文獻綜述10-24
• 1 鹽脅迫對植物的傷害11-12
• 1.1 生理干旱11
• 1.2 離子毒害11
• 1.3 營養(yǎng)失衡11-12
• 2 植物對鹽脅迫生理響應機制12-20
• 2.1 鹽脅迫對光合作用影響12-15
• 2.2 抗氧化系統(tǒng)在植物耐鹽性中的作用15-16
• 2.3 ABA與植物的耐鹽性關系16-17
• 2.4 WSC代謝與植物的耐鹽性關系17-20
• 3 嫁接改善蔬菜作物耐鹽性研究20-22
• 3.1 嫁接對鹽脅迫下蔬菜作物生長的影響20-21
• 3.2 嫁接改善蔬菜作物耐鹽性的生理生化機制21-22
• 4 本研究的目的意義22-24
• 第二章 黃瓜嫁接苗耐鹽生長發(fā)育與離子吸收積累的關系24-40
• 1 材料與方法24-26
• 1.1 試驗材料24
• 1.2 試驗方法24-26
• 1.3 統(tǒng)計分析26
• 2 結果與分析26-35
• 2.1 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗形態(tài)和生物量差異26-28
• 2.2 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗的耐鹽系數(shù)差異28
• 2.3 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗的離子積累差異28-35
• 2.3.1 離子積累表型方差分析28-30
• 2.3.2 Na~+吸收和積累差異30-33
• 2.3.3 K~+吸收和積累差異33-34
• 2.3.4 Na~+/K~+比率差異34-35
• 2.3.5 Na~+、K~+積累、Na~+/K~+與耐鹽性關系35
• 3 討論35-38
• 3.1 嫁接改善黃瓜耐鹽生長發(fā)育特性35-38
• 3.2 黃瓜嫁接耐鹽性與Na~+、K~+吸收積累的關系38
• 4 小結38-40
• 第三章 嫁接對黃瓜耐鹽葉綠素生物合成與代謝的影響40-57
• 1 材料與方法40-42
• 1.1 試驗材料40
• 1.2 試驗方法40-42
• 1.3 統(tǒng)計分析42
• 2 結果與分析42-52
• 2.1 黃瓜幼苗葉綠素合成代謝相關性狀表型方差分析42-44
• 2.2 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗葉綠素含量差異44-46
• 2.3 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗葉綠素合成前體含量差異46-48
• 2.4 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗葉綠素代謝關鍵酶活差異48-50
• 2.5 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗葉綠素相關性狀耐鹽性分析50-51
• 2.6 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗葉綠素酶基因(CLH)表達差異51-52
• 3 討論52-55
• 3.1 黃瓜幼苗葉綠素合成代謝相關性狀表型變異對各處理因子響應的特異性52-53
• 3.2 鹽脅迫對黃瓜嫁接苗和自根苗葉綠素合成代謝關鍵步驟的調(diào)控差異53-54
• 3.3 黃瓜嫁接苗和自根苗葉綠素代謝的耐鹽性差異54-55
• 3.4 鹽脅迫對黃瓜自根苗和嫁接苗葉綠素酶基因(CLH)表達的影響55
• 4 小結55-57
• 第四章 嫁接對黃瓜耐鹽光合生理調(diào)控的影響57-77
• 1 材料與方法57-59
• 1.1 試驗材料57
• 1.2 試驗方法57-59
• 1.3 統(tǒng)計分析59
• 2 結果與分析59-70
• 2.1 黃瓜幼苗光合生理相關性狀表型方差分析59-61
• 2.2 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗CO_2氣體交換參數(shù)差異61-62
• 2.3 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗葉綠體熒光參數(shù)差異62-64
• 2.4 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗氣孔行為和葉綠體超微結構差異64-66
• 2.5 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗Rubisco酶活力差異66-69
• 2.6 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗光合生理相關性狀耐鹽性分析69
• 2.7 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗rbcL和rbcS基因表達差異69-70
• 3 討論70-75
• 3.1 黃瓜幼苗光合生理相關性狀表型變異對鹽脅迫和嫁接響應特異性70-72
• 3.2 鹽脅迫對黃瓜嫁接苗和自根苗光合作用調(diào)控的影響72-74
• 3.2.1 鹽脅迫對黃瓜嫁接苗和自根苗CO_2氣體交換調(diào)控的影響72-73
• 3.2.2 鹽脅迫對黃瓜嫁接苗和自根苗光系統(tǒng)活性調(diào)控的影響73
• 3.2.3 鹽脅迫對黃瓜嫁接苗和自根苗氣孔形態(tài)和葉綠體結構的影響73-74
• 3.3 鹽脅迫對黃瓜嫁接苗和自根苗Rubisco酶及其基因表達調(diào)控的影響74-75
• 3.4 黃瓜嫁接苗和自根苗光合生理相關性狀耐鹽特性75
• 4 小結75-77
• 第五章 嫁接對黃瓜耐鹽蔗糖代謝生理調(diào)控的影響77-89
• 1 材料與方法77-78
• 1.1 試驗材料77
• 1.2 試驗方法77-78
• 1.3 統(tǒng)計分析78
• 2 結果與分析78-85
• 2.1 黃瓜幼苗葉片蔗糖代謝相關性狀表型方差分析78
• 2.2 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗葉片TSC及其組分含量差異78-81
• 2.3 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗葉片蔗糖代謝關鍵酶活性差異81-83
• 2.4 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗蔗糖代謝表型相關分析83-84
• 2.5 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗蔗糖代謝表型耐鹽性分析84-85
• 3 討論85-88
• 3.1 黃瓜幼苗葉片蔗糖代謝表型變異影響因子分析86
• 3.2 鹽脅迫對黃瓜幼苗葉片蔗糖代謝生理調(diào)控86-87
• 3.3 黃瓜嫁接苗和自根苗蔗糖代謝的耐鹽性差異87-88
• 4 小結88-89
• 第六章 嫁接對黃瓜耐鹽果聚糖代謝生理調(diào)控的影響89-103
• 1 材料與方法89-90
• 1.1 試驗材料89
• 1.2 試驗方法89-90
• 1.3 統(tǒng)計分析90
• 2 結果與分析90-99
• 2.1 黃瓜幼苗果聚糖代謝生理相關性狀表型方差分析90
• 2.2 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗莖TSC、果聚糖和蔗糖含量差異90-92
• 2.3 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗根TSC、果聚糖和蔗糖含量差異92-94
• 2.4 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗根、莖SST活性差異94
• 2.5 鹽脅迫條件下黃瓜自根苗和嫁接苗根、莖FEH活性差異94-96
• 2.6 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和自根苗果聚糖代謝表型相關分析96-98
• 2.7 鹽脅迫條件下黃瓜嫁接苗和白根苗果聚糖代謝耐鹽性分析98-99
• 3 討論99-101
• 3.1 黃瓜幼苗葉片果聚糖代謝表型變異影響因子分析99-100
• 3.2 鹽脅迫對黃瓜幼苗果聚糖代謝生理調(diào)控100-101
• 3.3 黃瓜嫁接苗和自根苗果聚糖代謝的耐鹽性差異101
• 4 小結101-103
• 第七章 全文結論103-104
• 參考文獻104-114
• 致謝114-115
• 作者簡介115-116
• 導師簡介116-117

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王尚敏;黃瓜嫁接是抗病增產(chǎn)有效措施[J];北方園藝;2001年01期

2 王學忠;改良黃瓜嫁接技術[J];天津農(nóng)林科技;2003年01期

3 張兆康,黃國新,毛國忠,葉咸強;黃瓜嫁接技術[J];上海蔬菜;2004年02期

4 劉斌;;閔行區(qū)開展黃瓜嫁接應用示范[J];小康生活;2006年03期

5 ;黃瓜嫁接新技術“十字形”頂插接[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè);2006年04期

6 戴彥;;黃瓜嫁接新技術——“十字形”頂插接[J];當代蔬菜;2006年08期

7 張淑華;;黃瓜嫁接過程中激素的應用[J];黑龍江農(nóng)業(yè)科學;2008年05期

8 ;溫室黃瓜嫁接創(chuàng)新:串接法[J];北方園藝;2009年12期

9 曹建仁;;黃瓜嫁接苗的管理技術[J];吉林蔬菜;2011年03期

10 ;黃瓜嫁接防治病蟲害[J];蔬菜;1986年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王艷飛;龐金安;馬德華;李懷智;;黃瓜嫁接栽培研究進展[A];紀念天津科潤黃瓜研究所建所二十五周年論文摘要集（2001—2010）[C];2010年

2 李新國;李建勇;孟靜靜;何啟偉;;黃瓜嫁接提高黃瓜葉片的低溫抗性[A];2007中國植物生理學會全國學術會議論文摘要匯編[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李素巧;黃瓜嫁接方法[N];農(nóng)民日報;2013年

2 張金煥;黃瓜嫁接優(yōu)點多 掌握方法很重要[N];瓜果蔬菜報.農(nóng)業(yè)信息周刊;2012年

3 辛項;怎樣提高黃瓜嫁接苗的成活率[N];農(nóng)民日報;2013年

4 王玉堂;大棚黃瓜嫁接后咋管理[N];陜西科技報;2008年

5 ;大棚黃瓜嫁接后如何管理[N];吉林農(nóng)村報;2009年

6 靈子;大棚黃瓜嫁接后咋管理[N];新疆科技報(漢);2009年

7 于千桂;黃瓜嫁接苗管理措施[N];云南科技報;2006年

8 張翠霞;黃瓜嫁接中要重視的五點關鍵技術[N];東方城鄉(xiāng)報;2008年

9 黃殿瑞;提高溫室黃瓜嫁接苗成活率[N];農(nóng)民日報;2001年

10 山東省棗莊市山亭區(qū)城頭鎮(zhèn)農(nóng)技站 孫言峰;怎樣提高設施黃瓜嫁接苗成活率[N];河北科技報;2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊秀玲;黃瓜嫁接幼苗耐鹽光合特性和WSC代謝生理調(diào)控研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 蘇媛;黃瓜嫁接愈合過程中生物、化學變化與解剖構造的觀察[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學;2007年

2 胡艷青;黃瓜嫁接初期生物學機理的初步研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學;2008年

3 姜濤;兩種砧木黃瓜嫁接苗耐鹽性的研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學;2008年

4 劉芬;黃瓜嫁接砧木的篩選及親和性機理研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2009年

5 趙源;耐鹽堿黃瓜嫁接砧木篩選及其土壤微生物群落結構特征[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2014年

6 曾義安;黃瓜嫁接優(yōu)勢的生理機制研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2004年

7 劉燕;黃瓜嫁接苗對NO_3~-脅迫的生理響應[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2010年

8 王冉;兩種砧用南瓜及其黃瓜嫁接苗耐鹽性的比較研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2005年

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本文編號：817661