缺锌胁迫下玉米根系生长及其对外源生长素的响应

摘要

本研究采用郑单958玉米为实验材料进行营养液培养实验，开展以下研究：缺锌胁迫及外源添加吲哚乙酸对玉米根系形态的影响、缺锌胁迫及外源添加萘乙酸对玉米根系形态的影响、缺锌胁迫对玉米根系不同区域IAA含量的影响以及缺锌胁迫下初生根及侧根伸长过程中ZmAUX1和ZmPIN1c基因表达比较。得到以下主要结论：
　　1、缺锌胁迫下，玉米生长受到抑制，地上部干重降低，地上部分的含锌量低于10 mg/kg，低于缺锌的临界水平。缺锌导致玉米节间生长严重受阻，造成矮化，玉米叶片表现为与叶脉平行的叶肉组织变薄，叶片中脉两侧出现失绿条纹或白化。适量的锌供给对玉米生长具有明显的改善，地上部生物量显著提高。
　　2、缺锌抑制玉米根系的发育，主要表现在对全根根系特征的影响，总根长、总根表面积、总根体积、总侧根长、平均侧根长均明显下降，但侧根密度显著提升。缺锌条件下，0.45mm~1.05mm和≥1.05 mm直径范围内的根系长度明显增多，≤0.45 mm直径范围内的根系长度无明显差异。侧根密度的显著增加有利于增强根系从土壤中吸收锌的能力。
　　3、缺锌条件下，外源添加不同浓度的吲哚乙酸（IAA），对玉米的初生根根系特征、种子根根系特征和全根根系特征均无显著影响。加锌条件下，外源添加低浓度IAA明显降低总根长、根表面积和根体积。
　　4、缺锌条件下，外源添加不同浓度的萘乙酸（NAA），对玉米的初生根根系特征、种子根根系特征影响不显著，但降低玉米根总根长、根表面积和根体积。而加锌条件下，添加低浓度NAA效果不显著，施加高浓度NAA，明显增加玉米根总根长、根表面积和根体积。
　　5、添加生长素抑制剂（NPA），显著抑制玉米根系的发育，主要体现在对玉米全根根系特征的影响上。然而，在加锌条件下，生长素为IAA时，外源添加NPA的影响效果不明显。
　　6、用液相色谱-质谱联用技术（GC-MS）测定根系不同区域生长素含量。结果表明，缺锌条件下距根尖0-1cm、1-2cm的根系组织中生长素含量均低于正常供锌组，且差异显著。缺锌条件下，0-1cm与1-2cm的根系组织中生长素含量差异不大，但在正常供锌条件下，靠近根尖部分生长素含量较低，较远端含量较高，差异明显。
　　7、荧光定量PCR（RT-qPCR）测定玉米根系中生长素代谢运输关键基因的表达。结果表明，缺锌对玉米AUX1基因、PIN1c基因的表达具有明显的抑制作用（P<0.05）。本研究中，根系中生长素运输关键基因ZmAUX1和ZmPIN1c表达相对正常供锌时弱，可能导致生长素在根系中的极性运输受阻，生长素分布紊乱，影响根系发育生长。

目录

第一章 前 言

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 技术路线

第二章 外源添加萘乙酸及生长素运输抑制剂对缺锌玉米根系的影响

2.1 试验材料及培养

2.2根系形态学分析

2.3 实验结果

第三章 外源吲哚乙酸及生长素运输抑制剂对缺锌玉米根系的影响

3.1 试验材料及培养

3.2 根系形态学分析

3.3 实验结果

第四章 缺锌对玉米根系生长素含量及分布的影响

4.1试验材料及培养

4.2根系不同区域生长素含量测定IAA测定

4.3 实验结果

第五章 缺锌对玉米根系中生长素代谢运输关键基因表达的影响

5.1 试验材料及培养

5.2 RT-qPCR检测

5.3 实验结果

第六章 讨论

参考文献

致谢

附录: 缩略词

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