银叶向日葵响应盐胁迫的形态及生理机制的初步研究

摘要

银叶向日葵（H.argophyllus）往往生长在干旱和盐碱地区，具有一定的耐盐性，因此研究银叶向日葵耐盐的形态和生理机制以及耐盐相关基因的挖掘对于提高栽培向日葵耐盐性具有重要意义。本文以银叶向日葵（Wt）为供试材料，以栽培型向日葵为对照材料，对向日葵的生长特性、光合生理、氧化还原系统、离子吸收与分布以及叶片表型等方面进行研究，综合分析了Wt适应盐胁迫的生理机制；并对向日葵表皮毛相关基因的cDNA全长序列进行克隆，继而分析表皮毛相关基因在不同向日葵中的表达模式。主要结果如下： 1.在250mmol·L-1的NaCl胁迫条件下，Wt的株高、叶面积及生物量增量与未处理植株（对照，CK）相比无明显差异，栽培向日葵的株高、叶面积及生物量增量均差异显著，表明在植株形态方面Wt对盐胁迫具有相对稳定的适应性。 2.盐胁迫下，Wt与栽培向日葵的叶绿素含量、光合速率、气孔导度均极显著下降，脯氨酸（Pro）含量、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、电解质渗透率均显著上升，Wt幼苗不同组织对盐胁迫的敏感性：根＞茎＞叶部，栽培向日葵幼苗对盐胁迫的敏感性：叶＞茎＞根部。 3.在无胁迫的条件下，Wt的气孔密度、气孔长度、气孔宽度以及气孔面积均显著（P＜0.05）小于栽培型向日葵，其叶片表面表皮毛的长度及密度均显著高于栽培型向日葵；Wt与栽培型向日葵（sk02M、sk02R）的叶片相对含水量分别为86.2%、88.0%、87.0%，差异不显著；Wt的叶片失水最慢。在盐处理条件下，Wt与栽培向日葵的气孔密度均有不同幅度的增加，气孔长度、气孔宽度以及气孔面积均显著（P＜0.05）减小。Wt的叶片表面仍密被表皮毛，其长度及密度无显著变化，但表皮毛形态发生明显蜷缩，栽培向日葵的表皮毛数量减少，且长度缩短。在盐胁迫下，Wt的叶片相对含水量最高（76.6%），下降幅度显著低于栽培向日葵，其叶片失水速率仍是最慢。说明Wt保水能力强的一个可能原因是其叶片表面密生表皮毛，从而使其耐盐性强。 4.在无胁迫条件下，Wt的蜡质总量显著（P＜0.05）高于栽培向日葵，且其蜡质组分中初级醇占比48.751%，直链烷烃占蜡质总量的41.646%；而在栽培向日葵中，均是直链烷烃占比最大。在盐胁迫条件下，Wt的蜡质总量仍显著（P＜0.05）高于栽培向日葵，烷烃含量占蜡质总量的比例均增加，醇类比例下降。但Wt的蜡质总量与对照相比呈显著下降趋势，而栽培向日葵的蜡质总量则显著增加。 5.表皮毛相关基因Hair1（HanXRQChr13g0398371）、GL1（HanXRQChr16g0532031）、MYB16（HanXRQChr17g0545981）以及MYB107（HanXRQChr17g0559401）在Wt幼叶中的表达量最高，说明这4个基因可能参与Wt幼叶表皮毛的发育形成。

目录

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缩略词表

第一章 文献综述

1.1盐胁迫对植物的影响

1.2植物形态对抗盐性的影响

1.3植物在盐胁迫条件下的生理响应

1.4作物耐盐生理机制的研究进展

1.5盐胁迫响应基因的表达情况

1.6本研究的目的和意义

第二章 银叶向日葵在盐胁迫条件下的形态和生理响应研究

2.1 材料与方法

2.2 数据处理与分析方法

2.3 结果与分析

2.4讨论

第三章 盐胁迫下银叶向日葵保水能力研究

3.1 材料与方法

3.2数据处理与分析

3.3 结果与分析

3.4 讨论

第四章 向日葵表皮毛相关基因的表达分析

4.1 试验材料

4.2试验方法

4.3 结果与分析

4.4 讨论

第五章 结论

参考文献

致谢

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