不同倍性大青杨对干旱、盐胁迫的响应机制分析
发布时间：2020-04-16 19:17
【摘要】：干旱和盐胁迫是限制植物生长发育的主要环境因素,这些不利的环境因素阻碍了植物充分发挥其的遗传潜力。为了探究不同倍性大青杨的抗逆性,植物材料为为二倍体(CK)、三倍体(T12)及四倍体(F20),利用PEG6000模拟干旱胁迫处理,NaCl模拟盐胁迫处理,来测定胁迫条件下不同倍性株系的相关生理生化指标变化以及盐胁迫下各个株系进行转录组测序及分析。主要研究结果如下:1.干旱胁迫下,从形态学方面观察以及旱害指数发现多倍体大青杨与二倍体的相比叶片损伤程度更低,生物量向地下部分配更多;多倍体株系的相对电导率较二倍体更低,多倍体株系较二倍体MDA积累较低,多倍体的脯氨酸含量要高于二倍体,且三倍体的脯氨酸含量最高。整个胁迫处理中三倍体株系SOD/POD/CAT活性最高,四倍体次之,二倍体活性最低;多倍体各株系的叶绿素含量变化浮动较二倍体株系小、光化学能量转化率以及净光合速率下降较二倍体株系更慢,三倍体T12的净光合速率下降幅度最小。综合分析不同倍体大青杨的抗旱性T12F20CK。2.盐胁迫下,从形态学方面观察以及盐害指数调查发现三倍体(T12)的表现的更好,四倍体(F20)次之,二倍体(CK)表现最差;三倍体的SOD/POD的活性要高于二倍体(CK)和四倍体(F20),综合分析三倍体大青杨较二倍体和四倍体更强的耐盐性。3.通过转录组测序结果发现,在盐胁迫前二倍体、三倍体和四倍体它们之间的差异表达基因主要与糖代谢相关的较多,二倍体与三倍体之间有104条Auxin基因、35条UDP-葡糖基转移酶基因的表达量发生显著变化;二倍体与四倍体之间有107条Auxin基因、56条细胞周期控制及细胞分裂相关基因的表达量发生显著变化;三倍体与四倍体之间有89条Auxin基因、89条细胞骨架基因发生了显著变化。盐胁迫后,多倍体株系与二倍体相比其差异表达基因主要在抗逆机制、信号转导机制等方面发生了变化。二倍体与三倍体之间有36条WRKY基因、10条NAM基因、14条MYB基因的表达量发生明显变化;二倍体与四倍体之间有41条MAPK cascade基因、20条WRKY基因、17条MYB基因的表达量发生了显著变化;三倍体和四倍体之间有44条MAPK cascade基因、28条MYB基因的表达量变化明显。初步认为,盐胁迫下,抗逆机制,信号转导机制等相关蛋白提高了多倍体植株的耐盐性,虽然抗逆机制、信号转导机制等相关的基因发生了变化,但胁迫前与胁迫后二倍体、三倍体与四倍体自身各自的差异表达基因无论是种类还是数量都是不一样的,说明它们之间的耐盐机制可能不同。
【图文】：
２．３．６干旱胁迫下不同倍性大青杨各株系脯氨酸含量的影响逡逑脯氨酸是一种渗透调节剂，其含量受水分的影响当土壤水分不充足时，有力的脯氨逡逑酸含量会增加。初始（0ｄ）脯氨酸含量被设定为不同倍性株系的比较值。如图４所示，逡逑在正常水分条件下，３个不同倍性叶片的ＰＲＯ含量没有显著差异，但Ｔ１２叶片的Ｐｒｏ含逡逑量最高。在干旱胁迫下，ＣＫ、Ｔ１２和Ｆ２０叶片中Ｐｒｏ含量均呈现先升高后降低，但其峰逡逑值时间点和增加幅度不同。干旱胁迫后的３ｄ，邋ＣＫ的Ｐｒｏ含量达到峰值（３１．１６邋ｎｇ／邋ｇ；逡逑Ｔ１２的Ｐｒｏ含量为３６．３０网／邋ｇ；邋Ｆ２０的Ｐｒｏ含量为２９．９３昭／邋ｇ，说明Ｔ１２对干旱胁迫最为逡逑敏感（Ｐ邋＜０．０５）。干旱胁迫后的６ｄ，三倍体Ｔ１２和四倍体Ｆ２０的Ｐｒｏ含量达到峰值，逡逑但峰值有显着差异，分别为４３．３１呢／邋ｇ和３１．１４吗／邋ｇ邋（尸＜０．０１）。干旱胁迫后第１２逡逑天
过氧化物酶主要催化过氧化氢在各种有机和无机物质上的氧化，在没有过氧化氢的逡逑情况下，氧分子被氧化成氢受体。将初始（0ｄ）邋ＰＯＤ活性设定为不同倍性株系的比较逡逑值。如图６所示，在正常水分条件下，Ｔ１２的ＰＯＤ活性高于ＣＫ和Ｆ２０。在干旱胁迫逡逑下，ＣＫ，邋Ｔ１２和Ｆ２０的ＰＯＤ活性均呈先增加后降低的趋势，但其峰值的时间点和增加逡逑幅度不同：干旱胁迫３ｄ后，ＣＫ的ＰＯＤ活性达到峰值（２９８．２８４邋Ｕ／ｇ），同比增长２３．９４逡逑％；邋Ｆ２０叶片的ＰＯＤ活性和增加量分别为３０４．４８邋Ｕ／ｇ和２３．１５％；而Ｔ１２叶片的ＰＯＤ活逡逑性（３３６．５１邋Ｕ／ｇ）和上升幅度（３２．９４％）最高。干旱胁迫后的６ｄ，Ｔ１２邋（３６３．２４邋Ｕ／ｇ）和逡逑Ｆ２０邋（３２５．６６邋Ｕ／ｇ）叶片的ＰＯＤ活性达到最高值，X椃直鹞罚梗矗ズ停叮梗叮ザ茫艘跺义希校希幕钚栽蛳陆盗隋澹梗罚叮ァ８珊敌财龋梗浜螅茫耍澹裕保埠停疲玻耙镀模校希幕钚苑直鹣洛义辖盗隋澹常常埃埃ィ保担矗玻ズ湾澹玻常福梗ァｅ义希保福义
本文编号：2629937
【图文】：
２．３．６干旱胁迫下不同倍性大青杨各株系脯氨酸含量的影响逡逑脯氨酸是一种渗透调节剂，其含量受水分的影响当土壤水分不充足时，有力的脯氨逡逑酸含量会增加。初始（0ｄ）脯氨酸含量被设定为不同倍性株系的比较值。如图４所示，逡逑在正常水分条件下，３个不同倍性叶片的ＰＲＯ含量没有显著差异，但Ｔ１２叶片的Ｐｒｏ含逡逑量最高。在干旱胁迫下，ＣＫ、Ｔ１２和Ｆ２０叶片中Ｐｒｏ含量均呈现先升高后降低，但其峰逡逑值时间点和增加幅度不同。干旱胁迫后的３ｄ，邋ＣＫ的Ｐｒｏ含量达到峰值（３１．１６邋ｎｇ／邋ｇ；逡逑Ｔ１２的Ｐｒｏ含量为３６．３０网／邋ｇ；邋Ｆ２０的Ｐｒｏ含量为２９．９３昭／邋ｇ，说明Ｔ１２对干旱胁迫最为逡逑敏感（Ｐ邋＜０．０５）。干旱胁迫后的６ｄ，三倍体Ｔ１２和四倍体Ｆ２０的Ｐｒｏ含量达到峰值，逡逑但峰值有显着差异，分别为４３．３１呢／邋ｇ和３１．１４吗／邋ｇ邋（尸＜０．０１）。干旱胁迫后第１２逡逑天
过氧化物酶主要催化过氧化氢在各种有机和无机物质上的氧化，在没有过氧化氢的逡逑情况下，氧分子被氧化成氢受体。将初始（0ｄ）邋ＰＯＤ活性设定为不同倍性株系的比较逡逑值。如图６所示，在正常水分条件下，Ｔ１２的ＰＯＤ活性高于ＣＫ和Ｆ２０。在干旱胁迫逡逑下，ＣＫ，邋Ｔ１２和Ｆ２０的ＰＯＤ活性均呈先增加后降低的趋势，但其峰值的时间点和增加逡逑幅度不同：干旱胁迫３ｄ后，ＣＫ的ＰＯＤ活性达到峰值（２９８．２８４邋Ｕ／ｇ），同比增长２３．９４逡逑％；邋Ｆ２０叶片的ＰＯＤ活性和增加量分别为３０４．４８邋Ｕ／ｇ和２３．１５％；而Ｔ１２叶片的ＰＯＤ活逡逑性（３３６．５１邋Ｕ／ｇ）和上升幅度（３２．９４％）最高。干旱胁迫后的６ｄ，Ｔ１２邋（３６３．２４邋Ｕ／ｇ）和逡逑Ｆ２０邋（３２５．６６邋Ｕ／ｇ）叶片的ＰＯＤ活性达到最高值，X椃直鹞罚梗矗ズ停叮梗叮ザ茫艘跺义希校希幕钚栽蛳陆盗隋澹梗罚叮ァ８珊敌财龋梗浜螅茫耍澹裕保埠停疲玻耙镀模校希幕钚苑直鹣洛义辖盗隋澹常常埃埃ィ保担矗玻ズ湾澹玻常福梗ァｅ义希保福义
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