李振侠[1]2003年在《铁胁迫对苹果砧木生理生化特性的影响》文中研究指明本试验以四种不同的苹果砧木SH_(40)、小金海棠[M.xiaojinensis chen et Jiang]、八棱海棠[M.micromalus Markino]、M_(26)的组培苗为试材，采用水培的实验方法，对不同苹果砧木在缺铁胁迫下一些生理生化指标、根系有机酸的分泌和铁吸收动力学进行了研究。主要研究结果如下： 1 在缺铁胁迫条件下，不同苹果砧木类型的SOD、POD活性及O_2~-和MDA含量的变化存在一定的关系。铁胁迫诱导砧木SOD、POD活性提高，O_2~-产生的速率和消除存在着动态平衡，在铁协迫条件下，小金海棠根、叶内SOD、POD酶活性最高，M_(26)酶活性居中，八棱海棠次之，SH_(40)酶活性最低。MDA和O_2~-含量在砧木间的表现为，小金海棠＜M_(26)＜八棱海棠＜SH_(40)。SOD、POD酶活性高，O_2~-和MDA的含量少，膜质受到的伤害较小。 2 通过对不同铁浓度处理下四种苹果砧木植物铁含量以及根系Fe~(3+)还原酶活性的研究，结果表明，缺铁导致砧木根系Fe~(3+)还原酶活性增加。砧木类型不同，培养溶液中铁浓度不同，Fe~(3+)还原酶活性也有所不同。随着培养液中铁浓度的增加，根中Fe~(3+)还原酶活性逐渐降低。在缺铁胁迫条件下，各砧木根系中Fe~(3+)还原酶活性水平最高，各砧木类型表现为小金海棠＞M_(26)＞八棱海棠＞SH_(40)。 3 对不同苹果砧木类型的铁含量研究表明，在不同铁浓度处理条件下，在溶液中铁浓度为0～80μmol·L~(-1)SH_(40)和八棱海棠，枝叶组织中的铁含量低于根组织中的铁含量，对缺铁敏感，易出现黄化失绿现象。在溶液中铁浓度为0～80μmol·L~(-1)，小金海棠和M_(26)枝叶组织中的铁含量高于根组织中的铁含量，对缺铁不敏感，不易出现黄化失绿现象。 4 铁胁迫条件下，根系分泌的有机酸种类有草酸、丙二酸、酒石酸、柠檬酸和苹果酸。缺铁胁迫诱导M_(26)根系柠檬酸和苹果酸的分泌。在缺铁和富铁条件下，根系分泌有机酸的量不同，五种有机酸在有机酸分泌总量中所占的比例也不相同。草酸在各种砧木中所占的比例较高。 5 四种苹果砧木幼苗对铁离子的吸收均符合Michaelis-Menten离子吸收动力学规律，除砧木类型外，离子吸收动力学参数还受到介质温度的影响；介质温皮、介质供铁水平均影响幼苗的铁吸收速率和铁吸收总量。在相同条件下，小金海棠铁吸收总量、根系吸收能力和铁吸收速率最高，SH_(40)最低，M_(26)和八棱海棠介于中间，但M_(26)高于八棱海棠。
陈艳莉[2]2009年在《几种苹果砧木杂交后代耐盐抗缺铁筛选》文中认为苹果是我国主栽果树树种之一,其耐盐碱能力在落叶果树中属于中等,选育耐盐碱苹果砧木是提高苹果耐盐碱性的关键措施之一。利用现有抗性较好的砧木通过杂交获得新品种是一条有效的耐盐碱育种途径,而耐盐碱性鉴定是耐盐碱育种中的关键步骤之一。本试验以荷兰海棠×珠美海棠、荷兰海棠×S19、珠美海棠×SH38的杂交后代,以及珠美海棠、小金海棠和SH40为试材,利用组培法和水培法研究了NaCl胁迫和铁胁迫条件下植株的生长状况和生理生化特性,并对杂交后代进行了耐盐、抗缺铁的筛选和鉴定。主要结果如下:1 NaCl胁迫条件下,苹果砧木组培苗的生长受到抑制,随NaCl胁迫浓度的增加和时间的延长,盐害指数和胁迫敏感指数上升,增殖系数和生物产量积累下降。不同苹果砧木耐盐能力不同,C1-0.4-11和C2-0.4-11较耐盐,C6-0.35-1较不耐盐,珠美海棠介于两者之间。2对NaCl胁迫下苹果砧木组培苗的生理生化指标分析表明:SOD和POD活性随NaCl胁迫时间的延长呈现出先升高后下降的趋势,耐盐性强的SOD活性较高,较长时间内能维持较高水平。MDA含量随NaCl胁迫时间的延长呈现出先升高后下降的趋势,耐盐性差的增加幅度较大。游离脯氨酸含量在盐胁迫初期增加,而后迅速下降,耐盐性强的游离脯氨酸含量较高。细胞膜透性随NaCl胁迫时间的延长而升高,耐盐性差的增加幅度较大,膜伤害较重。根据对耐盐性相关指标的分析,SOD活性、MDA含量、叶片细胞膜透性可以作为耐盐性鉴定的指标;POD活性和游离脯氨酸含量仅可作为参考指标。3铁胁迫条件下,不同苹果砧木组培苗抗缺铁的能力不同。组培苗以C6-0.35-1对铁胁迫比较敏感,表现为初始黄化时间较早,黄化指数较高,增殖系数和叶绿素含量较低;C1-0.4-11和C2-0.3-3较抗缺铁,表现为初始黄化时间较晚,黄化指数较低,增殖系数和叶绿素含量较高。水培苗以C6-0.35-1和C6-0.35-6对铁胁迫比较敏感,表现为初始黄化时间较早,黄化程度较深,新梢生长量、叶绿素含量和光合作用受影响较大;C1-0.4-11和C1-0.4-14较抗缺铁,尤以C1-0.4-11抗缺铁。4铁胁迫下,不同苹果砧木水培苗根际明显酸化现象出现的早晚不同,缺铁敏感的出现的较早,抗缺铁的出现的较晚。5根据各项指标变化幅度的综合比较,C1-0.4-11较耐盐碱,C6-0.35-1较不耐盐碱,珠美海棠介于两者之间。
李振侠[3]2006年在《苹果砧木耐盐突变体的筛选及其鉴定》文中进行了进一步梳理苹果是重要的果树树种之一,主要靠嫁接繁殖,其耐盐性主要取决于砧木。因此,选择利用具有较高耐盐能力的砧木是提高苹果耐盐性的关键。利用组织培养与诱变技术相结合选育抗性突变体,可提高耐盐砧木育种效率,获得优良的新种质。但是经诱变和耐盐性反复筛选而获得的突变体,不排除部分个体是由环境胁迫而产生的适应性改变,而并非稳定的遗传变异。因此,突变体的鉴定是诱变育种的关键环节之一。 本试验以苹果砧木78-48和EH-78-48为材料,以NaCl作为耐盐选择剂,采用辐射诱变和组织培养技术相结合的方法,对苹果耐盐突变体的筛选及其鉴定进行了系统研究。主要研究结果如下: 1.建立了78-48和EH-78-48的高效叶片再生体系,再生培养基为MS+BA2.0mg·L~(-1)+NAA0.1mg·L~(-1)或MS+TDZ1.0mg·L~(-1)+NAA0.1mg·L~(-1),暗培养时间20d最佳。 2.~(60)Co-Υ辐射诱变明显抑制了78-48和EH-78-48植株的生长,诱变处理后两砧木畸形叶比例增加,叶片再生受到明显抑制。 3.选取诱变效应明显的植株叶片进行再生,采用NaCl 1.0%和1.2%作为选择压,对再生植株进行多代交替盐筛选,获得了耐盐性稳定的突变株系L和K。 4.对78-48及其耐盐突变体L_1、L_2、EH-78-48及其耐盐突变体K_2的形态指标进行观察和测定,结果表明:耐盐突变体的存活率明显高于对照,受害率和受害指数低于对照,表现出较高的耐盐性。受害指数能够综合反映苹果砧木的盐害程度,能较准确地反映出盐胁迫对砧木的生长抑制作用,可作为描述苹果砧木耐盐性的形态学指标。 5.研究结果表明在盐胁迫条件下,苹果砧木细胞膜透性加大,MDA、O_2~-和Cl~-含量升高,在处理期间耐盐突变体上述指标含量均显着低于对照,两者之间差异显着;SOD和POD酶活性、脯氨酸含量增加,在处理期间耐盐突变体明显高于对照,两者之间差异显着。Na~-含量在盐胁迫条件下升高,K~+含量降低,Na~+/K~+增大,但耐盐突变体的Na~+/K~+低于对照水平,说明突变体比对照更能忍受盐胁迫的伤害。 6.在盐胁迫条件下,苹果砧木耐盐突变体内多胺总量和精胺、亚精胺、腐胺含量都表现为先上升后下降的趋势,腐胺含量表现为先下降后上升的趋势,(Spd+Spm)/Put比值随着盐浓度的增加而升高。研究发现,不管是多胺总量、精胺、亚精胺、腐胺含量,还是(Spd+Spm)/Put比值,耐盐突变体都显着高于对照。 7.在盐胁迫条件下,苹果砧木体内IAA、GA和ZR含量和ZR/ABA比值逐渐降低;ABA含量增加,耐盐突变体ABA含量明显高于对照。 8.上述指标的相关分析结果表明,MDA含量、超氧阴离子含量、Cl~-含量、
吴玉霞, 焦晓峰, 王宪璞, 赵越, 何天明[4]2016年在《缺铁胁迫对4种苹果砧木幼苗生理特性的影响》文中研究说明【目的】在供试的苹果砧木中筛选出铁高效基因型,以矫治钙质土壤上苹果的缺铁黄化症。【方法】通过溶液培养,研究4种苹果砧木幼苗在缺铁胁迫下的与铁代谢相关的根际p H值、根系Fe3+还原酶活性、叶绿素含量和叶片铁含量等若干生理生化指标。【结果】在缺铁胁迫下,4种苹果砧木幼苗的根际酸化能力从低到高依次为:平邑甜茶<新疆野苹果<八棱海棠<黄太平。八棱海棠幼苗根系的Fe3+还原力最强,平邑甜茶和新疆野苹果次之,黄太平最弱。在缺铁胁迫下,黄太平叶片黄化程度最高,新疆野苹果和平邑甜茶次之,八棱海棠最低。营养液缺铁处理对八棱海棠叶片中有效铁含量的影响最小。【结论】在水培缺铁胁迫条件下,相对新疆野苹果、平邑甜茶和黄太平而言,八棱海棠表现出较强的抗缺铁特性,是一个较理想的铁高效苹果砧木基因型。
焦晓峰[5]2015年在《缺铁胁迫对5种苹果砧木幼苗生理特性的影响》文中研究表明为了筛选出适用于苹果高效抗缺铁栽培的理想砧木品种。本研究选取了5种常见的苹果砧木为研究对象,采用溶液培养、砂基培养和田间栽植观察的方法相结合,通过对不同苹果砧木的叶绿素含量、有效铁含量、全铁含量等生理指标的测定,并结合不同砧木在南疆土壤上的生长状况,从中筛选出抗缺铁能力强的苹果砧木。1.田间试验中,小金海棠和八棱海棠的实生苗在南疆pH=8.53的钙质土壤上均可以正常生长,观察不到任何的缺铁症状,而在相同土壤环境下生长的新疆野苹果则出现严重黄化现象,其各叶绿素含量显着低于小金海棠和八棱海棠,抗缺铁的小金海棠和八棱海棠叶内的有效铁含量极显着高于新疆野苹果,而新疆野苹果黄化叶片的全铁含量却明显高于八棱海棠的正常叶片。2.实验室生理实验结果表明,缺铁胁迫导致各苹果砧木幼苗叶片的叶绿素含量均下降,以黄太平为砧木的幼苗受到的影响最大,八棱海棠受影响最小;铁胁迫下,不同苹果砧木的根际酸化能力不同,而4种苹果砧木幼苗的根系Fe3+还原酶活性与相应的加铁处理相比都有所升高,升高的幅度依次为:八棱海棠>平邑甜茶>新疆野苹果>黄太平。铁胁迫2周时,黄太平、八棱海棠和新疆野苹果的酸化根际能力明显强于对照,而平邑甜茶没有明显的酸化现象,到12周时,黄太平和八棱海棠的根际酸化能力依然强于新疆野苹果和平邑甜茶。3.砂培-定期加营养液适于梨、苹果砧木和嫁接苗的实验室培育。用于植物微量元素铁缺乏症研究时,在理论上河砂较石英砂理想。试验用砂在使用前进行严格的稀酸淋洗处理十分必要。选择适宜苗龄的材料、扩大材料样本数、延长试验材料的生长期有助于提高砂培条件下果树矿质营养研究的效率。
顿颖[6]2011年在《柑橘水培体系优化及N、Fe胁迫下根系形态研究》文中进行了进一步梳理自然条件下生长的柑橘砧木主要是依靠在植株根部形成的菌根,由于在无土栽培条件下砧木根部不会形成菌根,所以如何创造一个有利于砧木根系生长的环境成为许多学者关注的焦点。另外,砧木栽培在土壤中不利于观察其根系形态,利用水培可以在不伤害根系的情况下直观、清晰地看到其形态的变化,通过适当改变营养液配方能方便快速的形成缺素环境。对于缺素条件下柑橘生长的研究比较多,但缺素对柑橘砧木形态方面的研究并不多。因此,本文测定了营养液不同通气频率下枳壳幼苗的生长及生理生化指标,以反映出营养液中不同的含氧量对枳壳生长的影响,并且通过营养液缺N和缺Fe处理,对枳壳幼苗的根系形态指标进行了测定,主要结果如下：1柑橘水培体系的优化(1)不同通气处理对枳壳幼苗生长量的影响与营养液中不通氧处理的枳壳(对照)相比,各通气处理的植株高度随着处理时间的延长显着增加,其中T1处理的株高在后期增幅较大。通气处理的叶面积变化趋势均为前8周较缓慢,处理8至12周内增长速度较快。T1植株的叶面积较处理前有了明显的变化,由4.395cm2增加到60.383 cm2。各通气处理的单株地上部及根部干鲜重在前期变化比较缓慢,后期植株生长较快,干物质累积显着。(2)不同通气处理对枳壳幼苗生理生化的影响与对照相比,各通气处理的电导伤害率值显着较低,T1与T2的变化幅度较小,T3和T4处理的电导伤害率值较高。T1至T4处理由于通气频率逐渐降低,其MDA含量相应逐渐升高,说明增氧可抑制MDA的产生,增加植物活力,抗老化。T1至T4处理的根系活力值在处理相同天数后均高于对照CK的值,高频率通气处理T1和T2的根系活力差异不显着。T1处理的可溶性蛋白含量变化最平稳,T2至T4处理的可溶性蛋白含量变化也不大,均在一定范围内波动。T1、T2和T3处理的可溶性糖含量峰值出现在处理后第8周,较处理前分别增长了42.65%、61.10%和70.61%。T1处理在所有处理中一直保持较高水平的光合色素含量,叶绿素a、总叶绿素和类胡萝卜素含量的最大值均出现在处理后8周。T2、T3和T4处理的光合色素含量变化不大,均在一定范围内波动。2 N、Fe胁迫下枳壳幼苗根系形态研究(1)缺氮和缺铁对枳壳幼苗生长量的影响以在全营养液中生长的枳壳为对照,对照植株株高为44.0cm,而缺氮和缺铁处理植株仅为16.4cm和27.6cm。对照植株的叶面积显着高于缺氮和缺铁植株。缺氮处理的植株在干物质累积方面明显低于对照,缺铁处理的植株生物量介于对照和缺氮处理之间。(2)缺氮和缺铁对枳壳幼苗根系形态的影响缺氮和缺铁处理的植株主根直径略有下降,叁种处理的侧根平均直径差异不大,缺氮植株具有明显较大的根体积。缺氮处理使枳壳幼苗的主根长度和根系总长度增加,但侧根数量明显减少,缺铁处理主根长度最大,但其根系总长度却受到抑制,侧根数量也明显减少。缺氮和缺铁处理的植株根系活力显着下降,缺氮处理具有较大的根系表面积,缺铁处理则根系表面积有所下降。(3)缺氮和缺铁对枳壳幼苗营养元素含量的影响缺氮处理的植株N、P含量在根、茎、叶中均较低,缺铁植株只有根部的含N量低于CK对照,缺氮和缺铁处理的植株根部的K含量都显着低于对照,而在茎和叶中差异不大。缺铁处理根部的Fe浓度显着低于对照和缺氮处理,而在茎和叶中差异不大。缺氮、缺铁处理和对照在Ca和Mg含量上并无差异,表明这两种缺素处理对Ca和Mg的吸收影响不大。
王金花[7]2012年在《缺锌胁迫下苹果砧木幼苗的形态与生理响应及IAA对其根系生长的调控》文中提出在人工气候室条件下，以常用苹果砧木平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）和小金海棠（Malus xiaojinensis Cheng et Jiang）为试材，采用溶液培养法研究了缺锌条件下两种苹果砧木幼苗生长量、根系构型参数和锌积累量的动态变化，以及缺锌胁迫对抗氧化酶系统、膜质过氧化水平及内源激素IAA、GA3、ZR和ABA含量的影响，以探讨两种砧木对缺锌胁迫的抵御和耐受差异；分析缺锌条件下内源IAA含量及其运输分配对根系生长发育的影响，阐明IAA在两种苹果砧木根系缺锌适应性反应中的作用。主要研究结果如下：（1）缺锌条件下，平邑甜茶和小金海棠均表现不同程度的植株矮小、新生叶片黄化且簇生、节间缩短、根尖膨大等缺锌症状，小金海棠表现缺锌症状比平邑甜茶延迟7d左右。长期锌缺乏使平邑甜茶根系生物量显着降低。两品种缺锌植株根系长度、表面积、体积、根尖数从21d开始均低于对照；60d时平邑甜茶较对照分别下降45.5%、44.2%、47.2%、43.1%，小金海棠分别降低39.0%、31.9%、32.6%、35.5%，平邑甜茶被抑制程度大于小金海棠。根系平均直径处理大于对照，且小金海棠表现根系膨大症状较平邑甜茶晚10d。锌缺乏条件下小金海棠根系活力达最大值时间比平邑甜茶晚15d。处理和对照幼苗锌含量均表现为根系＞茎＞叶片，且小金海棠处理植株＞平邑甜茶处理植株。平邑甜茶对缺锌胁迫较敏感，根系易受到伤害；小金海棠在缺锌胁迫下锌含量下降速率慢，对缺锌胁迫有较强的抵御和耐受能力。（2）对平邑甜茶和小金海棠根横切面解剖结构观察统计结果显示，缺锌胁迫对根皮层厚度、皮层层数和皮层细胞直径、导管数量等有不同程度的影响。缺锌条件下，两种砧木根系皮层薄壁细胞直径变大，皮层厚度增加，皮层层数差异不显着；中柱面积显着减小，导管数量少且直径大。小金海棠缺锌幼苗根系中柱面积和导管数量较平邑甜茶大。（3）缺锌胁迫下，平邑甜茶和小金海棠叶片和根系中SOD活性显着下降，POD和CAT活性、MDA含量不同程度增加，但小金海棠SOD活性下降幅度较平邑甜茶小，POD和CAT活性增加比例大，且MDA积累量低。缺锌使两种砧木幼苗不同器官中IAA、GA3含量显着降低，ZR、ABA含量增加，且小金海棠缺锌植株IAA、GA3、ZR含量较平邑甜茶高，ABA含量较低。平邑甜茶缺锌植株膜质过氧化水平高，对缺锌胁迫较敏感；小金海棠在缺锌胁迫下抗氧化能力强、促进生长的激素含量高，对缺锌胁迫有较强的抵御和耐受能力。（4）缺锌胁迫下，平邑甜茶和小金海棠植株IAA合成降低，茎顶端IAA输出量减少、IAA极性运输受阻，导致根系内源IAA含量显着降低，根系生长减弱，对小金海棠的影响较平邑甜茶小。去顶或茎基部涂抹TIBA抑制正常供锌植株根系生长，外源施加IAA促进缺锌植株根系生长，缺锌对平邑甜茶和小金海棠根构型的影响很大程度是由生长素信号和根系不同部位生长素含量局域性改变决定的，根系内源IAA为地上部来源的信号物质，调控植株根系缺锌适应性反应。随缺锌胁迫时间的延长内源IAA在根系不同部位重新分配，在缺锌初期IAA在主根尖积累，限制主根的伸长，主根上的侧根原基起始区IAA含量较高，侧根原基起始明显增加，在幼嫩的侧根含有较高浓度IAA，一方面刺激原基活性，使幼嫩的侧根较早突破，另一方面在这些根系中增加第二轮原基的起始；长侧根中IAA含量减少，可能抑制第二轮原基的起始。长时间缺锌胁迫由于IAA合成和运输障碍导致根系IAA含量显着减少，侧根数目和侧根伸长速率显着降低，严重抑制根系生长。
胡亚[8]2018年在《缺铁胁迫下苹果砧木垂丝海棠幼苗的生理特性和转录组学分析》文中指出铁是一种重要的植物微量元素,植物缺铁会引起叶绿素合成前体吡咯环和卟啉环的合成受阻,光合作用速率降低,叶片变黄,铁缺乏严重可以导致果树等木本树种整株衰亡。利用耐缺铁砧木是防止果树缺铁黄化的有效策略。垂丝海棠(Malus halliana)在黄土高原盐碱地生长良好,不发生黄化,呈现出耐缺铁特性,但目前对垂丝海棠抗性的研究较少。本试验以垂丝海棠为试材,在水培条件下进行缺铁胁迫,试图从生理层次和转录组水平初步揭示垂丝海棠耐缺铁胁迫机理。主要研究结果如下:1.缺铁胁迫下,垂丝海棠叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均呈先升后降的趋势,相对电导率逐渐升高、脯氨酸含量在0.5 d显着升高,POD酶活性逐渐升高、APX酶活性显着升高,根际pH值下降、根系活力逐渐升高。根据以上结果,筛选出0d(T1),0.5d(T2),3d(T3)作为转录组测序时间点。2.转录组测序分析表明,在叶片中,T2 vs.T1、T3 vs.T1、T3 vs.T2分别有6907、5328、3593个差异表达基因(DEG)。这些DEG主要富集在血红素结合、铁离子结合、类囊体膜以及光合作用天线蛋白、卟啉和叶绿素代谢、类胡萝卜素生物合成通路;缺铁引起许多光合相关DEG在T2显着下调,而在T3显着上调,色素调节DEG也具有相似的表达模式,垂丝海棠在缺铁条件下能够恢复光合。3.在根中,T2 vs.T1、T3 vs.T1、T3 vs.T2分别有2473、661、776个DEG。这些DEG显着富集在光合作用、糖酵解和糖异生作用,酪氨酸代谢和脂肪酸降解途径。在缺铁条件下,糖酵解通路相关基因表达显着上调,如果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)、6-磷酸果糖激酶(PFK)、磷酸甘油酸激酶(PGK)、丙酮酸激酶(PK)等,缺铁胁迫显着影响垂丝海棠根系糖代谢。4.为验证转录组数据的准确性,通过实时定量PCR(qRT-PCR)对叶片中16个光合作用天线蛋白卟啉和叶绿素代谢与类胡萝卜素的生物合成途径相关基因以及根中15个糖合成、代谢、转运和糖酵解相关基因的相对表达量进行测定,28个基因相对表达量与转录组测序结果显着相关。5.鉴于叶片差异基因主要富集在光合作用通路,对垂丝海棠叶绿素荧光参数、光合参数和叶绿素酶活性等指标进行测定。缺铁胁迫下,垂丝海棠最小荧光(F0)、最大荧光(Fm)、有效量子产额(Y(II))、调节能量耗散的量子产量(Y(NPQ))升高,电子传递速率(ETR)下降。净光合速率(Pn)下降,气孔导度(Gs)、蒸腾速率(E)、胞内CO_2浓度(Ci)升高。叶绿素酶活性在T2降低,在T3升高。6.对根、叶中葡萄糖、果糖、蔗糖含量进行测定,缺铁胁迫下蔗糖在根系和叶片中均有积累,而根系葡萄糖含量显着下降,叶片无显着变化,果糖含量在叶片中显着下降,根系中无显着变化。根系中糖合成、利用、分配受到缺铁的影响,糖调节是垂丝海棠响应缺铁胁迫的一种方式。
齐笑笑[9]2010年在《叁种柑橘砧木对锌、铁胁迫的响应及其生理机制》文中研究指明锌、铁营养已经成为限制柑橘产量和质量的重要因素。为了探讨不同柑橘砧木对锌、铁胁迫的响应及其生理机制,本研究以叁种柑橘砧木如枳(Poncirus trifoliate Raf.)、酸橙(Citrus aurantium L.)、红橘(Citrus reticulata Blanco)为试材,采用溶液培养法,研究了锌、铁胁迫条件下叁种柑橘砧木对锌、铁的吸收、运转与分配规律,以及锌、铁胁迫对柑橘砧木的生长、生理特性及超微结构的影响。(1)测定了不同锌浓度如0 mg·L~(-1)(锌缺乏)、0.005 mg·L~(-1)(锌低量)、0.05 mg·L~(-1)(锌适量)、0.5mg·L~(-1)(锌过量)条件下枳、酸橙与红橘的相关生理指标、不同部位锌含量变化及不同锌处理下枳叶片超微结构的变化。结果表明:1)锌胁迫显着抑制了枳及酸橙的生长,而对红橘生长的影响较小。2)与锌适量处理相比,锌缺乏和锌低量处理时枳、酸橙根系POD活性均明显降低,各锌处理间红橘根系CAT活性无显着性差异;锌胁迫下叁者叶片与根系脯氨酸含量均显着高于适量锌处理,不同锌处理下枳叶片MDA及其根系脯氨酸含量均相对高于酸橙与红橘。3)随着锌处理浓度的升高,叁者根、茎、叶的锌含量均趋上升,且根系锌含量显着较高。锌过量处理下叁者锌的叶/根、叶/茎、茎/根转运系数均显着低于其他锌处理。4)锌胁迫处理的枳叶肉细胞叶绿体形态发生改变,其中缺锌胁迫的叶绿体内出现空室化,叶绿体基粒片层排列松散、数目明显减少;锌过量胁迫的叶绿体内淀粉粒和质体小球均明显增多。可见,叁种柑橘砧木对锌胁迫的反应存在明显的差异。(2)研究了铁胁迫对其生长、生理特性及铁分布的影响。结果表明:缺铁胁迫(0μmol·L~(-1))时,叁种柑橘砧木的生长指标及叶片叶绿素含量均显着低于低铁(5μmol·L~(-1))和适量铁(50μmol·L~(-1))处理;叁者叶片和根系的POD、CAT活性显着降低,SOD活性变化复杂,根系脯氨酸含量显着上升。缺铁和低铁处理时,叁者根系铁含量值相当,均显着低于对应适量铁处理;随着铁处理浓度的升高,叁者铁的叶/根、茎/根转运系数均逐渐降低,而铁的叶/茎转运系数无明显差异。(3)研究了枳在锌、铁元素缺乏条件下的生理胁迫反应。结果表明:1)锌、铁缺乏下枳生物量与根系活力均显着下降,叶片与根系中的SOD活性明显上升;叶片与根系中的POD活性在缺锌下显着增高,但在缺铁胁迫下显着降低;缺锌处理的根系CAT活性显着上升,但缺铁处理下的CAT活性与对照无显着差异。2)缺铁处理的根部K、Mg、P的含量及缺锌处理的地上部K含量均显着降低;缺铁处理的根部和地上部Zn、Cu含量以及缺锌处理的根部Fe、Mn及地上部Mn含量均显着增高。3)叶肉细胞超微结构变化显示,缺铁胁迫下细胞器受损程度较重,如叶绿体、线粒体空泡化严重,叶绿体膜及类囊体片层模糊,质体小球明显增多,无淀粉粒;而缺锌处理时叶绿体基粒片层排列松散、数目明显减少,质体小球明显增多。
马晓岑[10]2018年在《苹果ZIP基因家族生物信息学分析及MdZIP10基因的功能研究》文中指出锌是植物生长发育过程中所必须的微量矿质元素,在植物的生理和生化过程中扮演着非常重要的角色。锌缺乏会影响植物的生长发育,但过量也会导致植物中毒。因此,严格控制植物体内的金属离子含量并维持其稳态平衡是至关重要的。近年来,金属离子转运蛋白的不断发现为研究金属离子吸收、细胞内运输、细胞内定位和外排等奠定了基础。锌缺乏在苹果生产中很常见,严重影响了果实的产量和质量。然而,锌在苹果中的吸收和转运机制仍不清楚。本文以苹果砧木平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)为试验材料,以2010年测序成功的苹果基因组为基础,在本研究中对苹果ZIP基因家族进行了生物信息学分析,并对锌铁胁迫条件下的苹果ZIP基因的表达模式进行了分析,克隆了苹果Md ZIP10基因并对其进行功能分析。主要结果如下:(1)通过BLAST和HMM两种方法来鉴定苹果基因组中的ZIP基因,得到了18个苹果ZIP蛋白家族成员,基于它们在染色体上的位置,将这18个Md ZIP蛋白依次命名为Md ZIP1至Md ZIP18。苹果Md ZIPs蛋白家族可分为四组:Md ZIP8、Md ZIP7、MZIP12、Md ZIP11、Md ZIP3、Md ZIP13和Md ZIP2属于第一组;Md ZIP6、Md ZIP18、Md ZIP16和Md ZIP15属于第二组;Md ZIP1、Md ZIP14、Md ZIP5和Md ZIP4属于第叁组;Md ZIP9、Md ZIP10和Md ZIP17属于第四组。基因结分析结果显示,苹果Md ZIPs基因家族成员在基因结构上各不相同,内含子和外显子的数目在1至11之间,进化树上同一进化分支上的苹果Md ZIPs基因具有相似的结构。18个Md ZIPs家族基因分布在苹果17条中的8条染色体上。这18个Md ZIPs家族基因在染色体上的位置不一样。大多数Md ZIPs家族成员定位在第3、5、8条染色体上,剩余的定位在第4、11、12、13、15条染色体上。q RT-PCR结果表明,苹果Md ZIPs基因在苹果的根和叶均受到锌、铁胁迫的诱导,但表达模式却并不相同。(2)克隆了苹果Md ZIP10基因,将绿色荧光蛋白基因GFP与Md ZIP10进行融合,并将该融合蛋白在本生烟中进行瞬时转化,亚细胞定位结果显示Md ZIP10定位在质膜上。(3)过表达苹果Md ZIP10基因增加了转基因拟南芥中锌的含量,转基因植株的幼苗、根尖和侧根中的锌荧光信号明显强于野生型,同时过表达Md ZIP10基因也增强了铁在根和叶中的储存。过表达Md ZIP10基因在一定程度上缓解了植物的缺锌缺铁症状,并且诱导了与Fe和Zn吸收和转运相关基因的表达,刺激了植物内源Fe和Zn的吸收和转运。
参考文献：
[1]. 铁胁迫对苹果砧木生理生化特性的影响[D]. 李振侠. 河北农业大学. 2003
[2]. 几种苹果砧木杂交后代耐盐抗缺铁筛选[D]. 陈艳莉. 河北农业大学. 2009
[3]. 苹果砧木耐盐突变体的筛选及其鉴定[D]. 李振侠. 河北农业大学. 2006
[4]. 缺铁胁迫对4种苹果砧木幼苗生理特性的影响[J]. 吴玉霞, 焦晓峰, 王宪璞, 赵越, 何天明. 新疆农业科学. 2016
[5]. 缺铁胁迫对5种苹果砧木幼苗生理特性的影响[D]. 焦晓峰. 新疆农业大学. 2015
[6]. 柑橘水培体系优化及N、Fe胁迫下根系形态研究[D]. 顿颖. 华中农业大学. 2011
[7]. 缺锌胁迫下苹果砧木幼苗的形态与生理响应及IAA对其根系生长的调控[D]. 王金花. 山东农业大学. 2012
[8]. 缺铁胁迫下苹果砧木垂丝海棠幼苗的生理特性和转录组学分析[D]. 胡亚. 甘肃农业大学. 2018
[9]. 叁种柑橘砧木对锌、铁胁迫的响应及其生理机制[D]. 齐笑笑. 安徽师范大学. 2010
[10]. 苹果ZIP基因家族生物信息学分析及MdZIP10基因的功能研究[D]. 马晓岑. 山东农业大学. 2018