生长素在嫁接西瓜接穗反馈调控砧木钾吸收中的作用机理研究

摘要

以钾低效基因型西瓜早佳(ZJ)，钾高效基因型西瓜勇士(YS)为材料，通过构建不同嫁接组合以及外源施用生长素类似物(NAA)、生长素极性运输抑制剂(NPA和TIBA)，以正常钾(3mM)为对照，对低钾(0.01mM)条件下三方面进行了研究:(a)ZJ和YS根系构型差异及生长素相关转运基因的表达特点;(b)不同西瓜接穗对砧木根系钾吸收和生长素含量的影响;(c)外源生长素及抑制剂对ZJ和YS钾吸收的影响。研究结果如下:
　　1.研究了低钾对西瓜根系构型特点、以及钾吸收和生长素转运基因的影响，结果表明，在受到低钾处理12d后，ZJ和YS幼苗均受到抑制，但YS受到的抑制程度相对较轻。ZJ和YS在低钾下根系和叶片的钾含量比对照均下降，ZJ根系及叶片的钾含量下降幅度大于YS，高亲和钾吸收基因Cla012760(HAK5)在YS中的表达量相对于对照上调幅度更大，生长素转运基因Cla017975(AUX1)、Cla018455(PIN1)等在YS植株根系内的相对表达量更高，暗示了生长素可能在西瓜钾吸收中发挥作用。
　　2.研究了不同接穗对西瓜幼苗生长、钾吸收和生长素含量及转运基因表达量的影响，结果表明，耐低钾西瓜YS作为接穗提高了低钾敏感西瓜ZJ在低钾下的适应能力，与Z/Z自嫁相比，Y/Z西瓜幼苗的根系总长、根系体积、根系表面积以及根尖数量均有所增加，叶片和根系的组织钾含量也显著提高，低钾下根系和叶片生长素的含量均显著增加，相关基因Cla012760(HAK5)，Cla017975(AUX1)，Cla018455(PIN1)，Cla01887(PIN2)的相对表达量显著提高，表明植株对低钾的耐受型与其地上部分通过生长素调控钾的吸收存在联系。
　　3.研究了外源生长素类似物NAA、生长素运输抑制剂NPA和TIBA对ZJ、YS根系生长及钾吸收能力的影响，结果表明，正常钾条件下，NAA能够提高ZJ和YS根系及叶片钾含量，但在低钾条件下对ZJ和YS的影响存在差异，从根系构型和基因表达的结果看，YS对外源NAA更为敏感，可能与本身内部已经具有较高的生长素含量有关。抑制剂NPA、TIBA对正常和低钾下ZJ和YS生长存在抑制作用，NPA和TIBA处理同时提高了低钾下ZJ和YS的根系钾含量，降低了叶片钾含量。
　　本研究结果表明，嫁接西瓜接穗能通过生长素调控砧木根系生长和钾吸收，但是详细的作用机制还需要进一步研究。

目录

声明

摘要

缩略词表

1 前言

1．1 课题的提出

1．2 国内外研究进展

1．2．1 钾对西瓜生长发育的影响

1．2．2 低钾下植物地上部及地下部的响应

1．2．3 植物体内‘根一冠’和‘冠一根’长距离信号研究进展

1．2．5 生长素在植物体内的合成及运输

1．2．4 生长素对植物根系生长、发育的影响

1．2．5 生长素对植物钾素吸收的影响

1．3 本课题的研究目的、意义和内容

1．3．1 研究的目的、意义

1．3．2 研究的内容

2 低钾下不同西瓜幼苗根系生长、钾吸收及生长素转运基因表达

2．1 前言

2．2 材料与方法

2．2．1 试验材料

2．2．2 材料培养

2．2．3 低钾处理

2．2．4 形态与生理指标测定

2．2．5 钾含量的测定

2．2．6 钾吸收及生长素转运基因的表达定量

2．2．7 数据分析

2．3 结果与分析

2．3．1 不同钾水平对西瓜幼苗根系构型的影响

2．3．2 不同钾水平对西瓜幼苗钾含量的影响

2．3．3 不同钾水平对西瓜幼苗生长素转运及钾吸收相关基因表达的影响

2．4 讨论

3 西瓜接穗对不同钾水平下砧木根系生长、钾吸收及生长素转运基因表达的影响

3．1 前言

3．2 材料与方法

3．2．1 试验材料

3．2．2 材料培养

3．2．3 低钾处理

3．2．4 形态与生理指标测定

3．2．5 钾含量的测定

3．2．6 钾吸收及生长素转运相关基因的表达定量

3．2．7 IAA含量的测定

3．2．8 数据分析

3．3 结果与分析

3．3．1 接穗对西瓜幼苗干重的影响

3．3．2 接穗对西瓜幼苗根系构型的影响

3．3．3 接穗对西瓜幼苗钾含量的影响

3．3．4 不同接穗对西瓜钾吸收及生长素转运基因的表达定量

3．3．5 接穗对西瓜幼苗生长素含量的影响

3．4 讨论

4 外源生长素及抑制剂对不同钾水平下西瓜根系生长、钾吸收及生长素转运相关基因表达的影响

4．1 前言

4．2 材料与方法

4．2．1 试验材料

4．2．2 材料培养

4．2．3 激素及低钾处理

4．2．4 形态与生理指标测定

4．2．5 钾含量的测定

4．2．6 钾吸收及生长素转运相关基因的表达定量

4．2．7 IAA含量的测定

4．2．8 数据分析

4．3 结果与分析

4．3．1 外源NAA及抑制剂NPA、TIBA浓度的筛选

4．3．2 外源NAA及抑制剂NPA、TIBA对不同钾水平下西瓜幼苗生长的影响

4．3．3 外源NAA及抑制剂NPA、TIBA对不同钾水平下西瓜幼苗根系构型的影响

4．3．4 外源NAA及抑制剂NPA、TIBA对不同钾水平下西瓜幼苗钾含量的影响

4．3．5 外源NAA及抑制剂NPA、TIBA对不同钾水平下西瓜钾吸收及生长素转运基因的表达定量

4．3．6 外源NAA及gP$U齐IJ NPA、TIBA对不同钾水平下西瓜幼苗根系生长素含量的影响

4．4 讨论

5 结论

5．1 结论

5．2 关于生长素与钾素关系的探讨

参考文献

附录

致谢