不同山定子幼苗耐碱性评价与碱胁迫下有机酸积累的差异机理分析

摘要

碱胁迫是制约作物产量和品质的重要因素之一，苹果产业也受到其严重影响。苹果植株对碱胁迫的耐受性主要由砧木决定，所以砧木资源的耐碱性研究尤为重要。山定子（Malus baccata Borkh.）是苹果砧木之一，分布广，种类多，有必要对其进行耐碱性评价，以利于山定子优异资源的充分挖掘和利用。有机酸是植物适应以及抵抗逆境胁迫的一种重要产物。本研究采用沙培法，用Na2CO3和NaHCO3（Na2CO3：NaHCO3=1:1， v/v）作碱处理，对22份山定子资源幼苗进行了耐碱性综合评价，并进一步采用耐碱性较强的甘肃山定子和耐碱性较弱的永吉山定子为材料，分析了两种不同耐碱性的山定子幼苗有机酸含量的差异，以及相关酶活性和基因相对表达量的差异，探讨了有机酸在山定子抵抗碱胁迫时的积累特点及其差异响应机理，为阐明山定子适应碱环境的生理机制提供依据，也为充分挖掘和利用特异山定子资源奠定基础。取得研究结果如下： 1. 碱胁迫处理40 d后，与各自对照相比较，22份山定子资源的株高增长量、新叶数、鲜重和干重积累量都显著下降，但各资源间下降幅度不同。这表明碱胁迫对山定子资源幼苗的生长有抑制作用，但影响程度不相同。 2. 碱胁迫处理后，22份山定子资源幼苗根中N、P、K含量下降，N、P含量在大部分山定子资源叶片中都下降而K含量在山定子幼苗的叶片中基本上都上升。 3. 通过6个生长指标抗逆系数的聚类分析，结合生长指标平均抗逆系数（ARC）评价，将22份山定子资源分为三类：（1）耐碱性较强的山定子资源，共7份，包括陕西水楸子、辽宁镜泊湖山定子、云南山定子、甘肃山定子、山西山定子、3#山定子和河北山定子；（2）耐碱性中等的山定子资源，共6份，包括黑龙江山定子、内蒙古山定子、辽宁黑榆山定子、10#山定子、8#山定子和6#山定子；（3）耐碱性较弱的山定子资源，共9份，包括辽宁毛山定子、吉林山定子、吉林永吉山定子、盐源山定子、宜君山定子、1#山定子、4#山定子、5#山定子和7#山定子。 4. 碱胁迫下，在两种耐碱能力不同的山定子砧木资源中，有机酸含量变化明显受到影响。其中，苹果酸、柠檬酸和草酸上升最为显著，可能是山定子砧木资源应对碱胁迫的主要有机酸。耐碱性较强的甘肃山定子中有机酸含量变化幅度大于耐碱性较弱的永吉山定子中的变化幅度。 5. 碱胁迫下，山定子幼苗体内柠檬酸合成酶（CS）和苹果酸脱氢酶（MDH）活性变化显著，其活性显著增强。ICL、IDH、CS、PEPC、NAD-MDH、mMDH、ME这些与有机酸合成和降解有关的基因，基因相对表达量都上调，其中，耐碱性较强的甘肃山定子根中CS和mMDH上调最为显著，分别上调了10.5倍和26.2倍。

目录

第一章 文献综述

1.1 土壤碱化的现状

1.2 碱胁迫对植物的影响

1.3 逆境胁迫下有机酸的响应

1.4 山定子资源研究进展

1.5 选题的目的和意义

第二章 山定子资源幼苗耐碱性评价

2.1 材料与方法

2.1.1 试验材料

2.1.2 材料培养

2.1.3 试验处理

2.1.4 生长及生理指标的测定

2.1.5 聚类分析

2.1.6 数据统计与分析

2.2.1 碱胁迫下山定子幼苗生长和生理指标的差异分析

2.2.2 抗逆系数与耐碱性

2.2.3耐碱性聚类分析

2.3 讨论

第三章 碱胁迫下两种山定子幼苗有机酸积累的差异机理分析

3.1 材料与方法

3.1.1 试验材料

3.1.2 材料培养

3.1.3 试验处理

3.1.4 相关指标的测定

3.1.5数据统计与分析

3.2.1 碱胁迫下山定子幼苗有机酸含量的差异分析

3.2.2 碱胁迫下山定子幼苗有机酸相关酶活的差异分析

3.2.3 碱胁迫下山定子幼苗有机酸相关基因表达量的差异分析

3.3 讨论

第四章 结论

参考文献

缩略词

致谢

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