小花碱茅对渗透胁迫与等渗透势盐胁迫的生理响应

论文摘要

盐与干旱是限制植物生长与农业发展最主要的非生物胁迫。小花碱茅是一种禾本科盐生植物,与水稻、小麦等粮食作物亲缘关系较近。前期研究发现:小花碱茅可以通过根系较高的K+/Na+选择性吸收能力减少组织中Na+的净积累;同时在PtNHX1、PtSOS1和PtHKT1;5等转运蛋白的协同作用下,维持整株水平的K+与Na+稳态平衡而提高植物的耐盐性。此外,内皮层也是离子进入中柱的主要障碍。小花碱茅的内皮层在高盐胁迫下显著加厚。而根内皮层细胞表面的木栓质沉积受多种逆境诱导而增强。小花碱茅根系拒盐能力与内皮层的加厚和木栓质的沉积关系尚不明确。此外,小花碱茅的抗盐研究虽已十分广泛,但其耐盐却不耐旱;在这两种逆境胁迫下,小花碱茅响应的差异如何?其根系木栓质沉积又如何变化?因此,本研究通过比较等渗透势的渗透胁迫与盐胁迫下小花碱茅的生长及生理响应,以期揭示其耐盐不耐旱的生理学机理;并通过与拟南芥根系木栓质成分、含量进行对比,从内皮层结构上解析其强抗逆性的机理。主要取得如下结果:（1）等渗透势的胁迫处理下,小花碱茅在盐胁迫下较渗透胁迫长势更好,其株高、根长、生物量和组织含水量均优于渗透胁迫;此外,渗透胁迫下叶片的渗透势低于盐胁迫,且对其光合作用的抑制也更明显。（2）小花碱茅的叶片细胞膜系统在-0.8 MPa和150 mM NaCl渗透胁迫处理下被破坏;在-0.8 MPa渗透胁迫处理下,其根系细胞质膜也被严重破坏,根系电解质外渗率增加。（3）盐胁迫下,小花碱茅在地上部积累了更多的Na+,且其对渗透势的贡献率显著上升;在对应的渗透胁迫下,其地上部积累了更多的可溶性糖,且其对渗透势的贡献率显著上升。（4）与对照相比,小花碱茅在不同处理下通过质外体途径运输的水分均减少。即便质外体途径受到限制,盐胁迫下小花碱茅还可以通过共质体途径将根系的Na+运至地上部进行渗透调节。（5）与对照相比,在渗透胁迫和等渗透势的盐胁迫下,小花碱茅根系木栓质含量并受到诱导增加。但与拟南芥相比,其根系木栓质成分含有更多酚类化合物,这可能是其质外体屏障比拟南芥能够更有效抵御逆境的原因。

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第一章引言

第二章国内外研究进展

2.1 盐胁迫对植物的影响及植物的耐盐机制

2.1.1 盐胁迫对植物的影响

2.1.2 植物耐盐的形态学机制

2.1.3 植物耐盐的生理机制

2.1.4 基因工程与植物耐盐研究

2.2 干旱胁迫对植物的影响及植物的耐旱机制

2.2.1 干旱胁迫对植物的影响

2.2.2 植物抗旱的形态学机制

2.2.3 植物抗旱的生理机制

2.2.4 基因工程与植物抗旱研究

2.3 植物响应等渗透势的干旱与盐胁迫的研究进展

+在植物响应逆境胁迫的作用'> 2.4 Na⁺在植物响应逆境胁迫的作用

2.4.1 刺激生长的营养元素

2.4.2 渗透调节剂

2.5 木栓质及其生理功能

2.5.1 木栓质及其合成

2.5.2 木栓质在植物抗逆性中的作用

第三章渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅生长的影响

3.1 材料与方法

3.1.1 植物材料的培养与处理

3.1.2 生长指标的测定

3.1.3 生理指标及测定方法

3.1.4 数据分析

3.2 结果与分析

3.2.1 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅表型的影响

3.2.2 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅生长的影响

3.2.3 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅生物量的影响

3.2.4 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅组织含水量的影响

3.2.5 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅叶绿素含量的影响

3.2.6 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅叶片相对质膜透性的影响

3.2.7 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅根系电解质外渗率的影响

3.3 讨论

第四章渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅渗透调节与质外体途径运输的影响

4.1 材料与方法

4.1.1 植物材料的培养与处理

2+、K⁺、Na⁺含量的测定'> 4.1.2 根系和地上部Ca²⁺、K⁺、Na⁺含量的测定

4.1.3 有机渗透调节物质含量的测定

4.1.4 叶片渗透势的测定

4.1.5 无机离子和有机渗透调节物质对叶片渗透势贡献的计算

4.1.6 PTS示踪

4.2 结果与分析

4.2.1 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅地上部离子积累的影响

4.2.2 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅根系离子积累的影响

4.2.3 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅有机渗透调节物质含量的影响

4.2.4 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅叶片渗透势的影响

4.2.5 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫下无机离子与渗透调节物质对渗透势的贡献率

4.2.6 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅质外体途径水分及离子运输的影响

4.3 讨论

第五章渗透胁迫与等渗透势盐胁迫对小花碱茅木栓质含量的影响

5.1 材料与方法

5.1.1 植物材料的培养与处理

5.1.2 木栓质单体含量的化学分析

5.2 结果与分析

5.2.1 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫下小花碱茅根中总木栓质含量的变化

5.2.2 渗透胁迫与等渗透势盐胁迫下小花碱茅根系木栓质组分含量的变化

5.2.3 小花碱茅与拟南芥根系木栓质成分的比较

5.3 讨论

第六章结论

参考文献

在学期间的研究成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨海莉

导师: 王锁民

关键词: 小花碱茅,等渗透势,渗透调节,质外体屏障,木栓质

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 兰州大学

分类号: Q945.78

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