新疆野苹果幼苗对干旱胁迫的生理及水力学响应

论文摘要

本实验主要以新疆野苹果幼苗根系为研究材料,通过研究其在干旱胁迫条件下水分代谢与部分渗透调节物质的变化,探讨其适应干旱环境的机理,同时,通过压力室技术,探讨干旱胁迫对新疆野苹果幼苗根系水导的影响,并进一步用HgCl2抑制试验分析水孔蛋白活性的变化,最后用Western blotting技术检测质膜水孔蛋白表达量,分析干旱胁迫下新疆野苹果幼苗根系水力学导度对干旱胁迫的响应,以及水孔蛋白在此过程中的作用和贡献。通过试验主要获得如下结论:1.随着干旱胁迫时间的增加,正常生长的新疆野苹果幼苗一直保持着较快的生长,而中度和重度胁迫处理的幼苗生长明显受到抑制,但仍然保持了一定的生长。在干旱胁迫处理10天后,中度和重度胁迫处理的幼苗生长开始变缓慢,尤其是重度胁迫的幼苗生长几乎停滞。说明干旱胁迫可抑制新疆野苹果幼苗的生长。2.不同干旱胁迫对新疆野苹果幼苗叶片相对含水量下降程度影响不同。水分胁迫程度越大,叶片相对含水量就越低,即影响程度和水分胁迫程度呈正比。且在同一处理水平,随着胁迫时间的延长,叶片相对含水量也在降低,其中以重度胁迫处理的幼苗下降幅度最大,说明胁迫程度越重,胁迫时间越长,叶片的相对含水量就下降的越快。3.水分胁迫下,可溶性糖、游离脯氨酸和可溶性蛋白的都有不同程度的积累。重度胁迫的幼苗这三种物质的含量都较正常生长和中度胁迫处理的高。而且随着胁迫时间的增加,这三种物质的含量都较胁迫处理前有所增加。但是可溶性糖的变化没有游离脯氨酸变化明显。说明新疆野苹果幼苗在干旱胁迫时可通过渗透调节作用来适应逆境。4. HgCl2处理使正常水分、不同程度干旱条件下的新疆野苹果幼苗根系水流速率（Jv）和水流导度（Lp）均明显下降,且下降的幅度与HgCl2的浓度正相关。用ME恢复处理后,其根系水流速率都得到了一定同程度的恢复。这暗示新疆野苹果幼苗根系存在着大量的对HgCl2敏感的水孔蛋白,且在根系的水分传输中起着重要作用。干旱胁迫导致根系的Jv和Lp下降,说明干旱条件下根系水孔蛋白的活性受到抑制。5. Western blot试验表明,新疆野苹果根系质膜水孔蛋白多以二聚体和单体的混合物存在,并且在干旱胁迫下,新疆野苹果根系质膜水孔蛋白表达可被胁迫诱导发生变化。本研究中ZmPIP1;2和ZmPIP2;5对水分胁迫的响应明显不同,ZmPIP1;2表达在干旱胁迫下被下调,而ZmPIP2;5则受到干旱胁迫诱导,表达量增加。暗示了这两种蛋白在新疆野苹果幼苗根系中的调节机制可能不同。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 新疆野苹果生物学特性及生态学习性
• 1.2 水分胁迫和渗透调节
• 1.2.1 渗透调节物质
• 1.2.2 渗透调节在干旱逆境中的作用
• 1.3 植物根系水力学导度
• 1.3.1 植物根系研究进展
• 1.3.2 植物根系水力学导度
• 1.4 植物水孔蛋白及其调控
• 1.4.1 水孔蛋白的发现及类型分布
• 1.4.2 水孔蛋白的结构
• 1.4.3 水孔蛋白的生理功能及调控
• 1.4.4 水孔蛋白的研究进展
• 1.5 本文研究的目的和意义
• 第二章 干旱胁迫对新疆野苹果幼苗生理及根系水流导度的影响
• 2.1 供试材料与处理
• 2.2 主要测定项目及方法
• 2.2.1 干旱正常生长植株生理指标测定
• 2.2.2 根系水流速率（Jv）的测定
• 2.2.3 根系水流导度（Lp）的测定
• 2、ME 处理后随时间恢复变化'>2.2.4 根系Jv 值在HgC1₂、ME 处理后随时间恢复变化
• 2.3 数据处理
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 水分胁迫对新疆野苹果幼苗株高的影响
• 2.4.2 水分胁迫对叶片相对含水量的影响
• 2.4.3 水分胁迫对根系可溶性糖含量的影响
• 2.4.4 水分胁迫对根系可溶性蛋白含量的影响
• 2.4.5 水分胁迫对根系游离脯氨酸（pro）含量的影响
• 2.4.6 干旱胁迫对根系 Jv 的影响
• 2 处理对根系水力学导度（Lp）的影响'>2.4.7 干旱胁迫、HgC1₂处理对根系水力学导度（Lp）的影响
• 2、ME 处理根系后Jv 随时间变化'>2.4.8 干旱胁迫及HgC1₂、ME 处理根系后Jv 随时间变化
• 第三章 干旱胁迫对新疆野苹果幼苗根系质膜水通道蛋白表达量的影响
• 3.1 供试材料与处理
• 3.2 仪器设备
• 3.3 所需试剂
• 3.4 蛋白质的提取和Western 印迹
• 3.4.1 蛋白质的提取
• 3.4.2 SDS-PAGE 电泳
• 3.4.3 Western blot
• 3.5 结果与分析
• 第四章 讨论
• 4.1 生长变化与新疆野苹果砧木的抗旱性
• 4.2 叶片含水量、渗透调节与新疆野苹果砧木的抗旱性
• 4.3 新疆野苹果幼苗根系对干旱胁迫的水力学响应
• 4.4 新疆野苹果根系水孔蛋白表达对干旱胁迫的响应
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介