發(fā)布時間：2020-06-20 21:09

【摘要】：玉米是世界范圍內(nèi)廣泛種植的重要糧食和飼料作物,也是一種高耗水植物,對水分虧缺比較敏感,干旱會嚴重限制玉米產(chǎn)量。因此,探究其適應(yīng)水分虧缺環(huán)境的機制,并了解人為提高其耐旱性的有效方式,對于干旱及半干旱地區(qū)的玉米種植具有非常重要的指導(dǎo)意義。茉莉酸類化合物(jasmonates,JAs)作為環(huán)境信號分子,參與調(diào)控植物生長發(fā)育以及對逆境脅迫的響應(yīng)。已有大量研究證實,外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)能夠改善植物抗逆性,但鮮少有研究報道其在生物及非生物脅迫下對于根系功能的影響。本試驗選取了玉米品種‘鄭單958’為試驗材料,采用水培種植,通過測定玉米幼苗氣體交換參數(shù)、H_2O_2含量、MDA含量、抗氧化酶活性、葉片水分含量、根系水力導(dǎo)度、水通道蛋白活性及表達水平來研究干旱脅迫下,外源MeJA對玉米幼苗根系吸水能力的影響。主要試驗結(jié)果如下:1.正常水分條件下,對幼苗根系施加外源MeJA后,植株的光合速率、氣孔導(dǎo)度以及蒸騰速率上升;當(dāng)玉米幼苗受到干旱脅迫后,三者顯著降低;而在施加外源MeJA后,下降趨勢得到緩解,同時其葉片相對含水量以及葉片水勢也有一定程度提高。對根水導(dǎo)的檢測發(fā)現(xiàn),正常水分條件下,施加外源MeJA后,玉米幼苗的根系水力導(dǎo)度顯著升高。受到干旱脅迫的玉米幼苗植株根系水力導(dǎo)度只有正常水分條件下植株的40.7%;施加外源MeJA后,植株的根水導(dǎo)得到一定的恢復(fù),為未施加Me JA的正常水分條件植株的74.2%。這一結(jié)果的出現(xiàn),一方面是由于對氣孔開閉的調(diào)節(jié),使得地上部水分散失減少;另一方面通過提高根水導(dǎo),從而提高植株的水分吸收,使得地上部分的水分狀況維持在一個較高水平,緩解植株受到的干旱脅迫。2.使用HgCl_2抑制玉米幼苗根系水通道蛋白后發(fā)現(xiàn),對照組中MeJA處理植株與未施加MeJA處理植株的蒸騰速率下降到相同水平,證明水通道蛋白參與了由MeJA介導(dǎo)的水分調(diào)控過程。進一步對水通道蛋白進行實時定量的檢測后發(fā)現(xiàn),外源MeJA能夠上調(diào)部分水通道蛋白基因的表達。因此,在干旱脅迫下,水通道蛋白參與了由MeJA介導(dǎo)的水分調(diào)節(jié)過程,并且發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。3.在對干旱脅迫下玉米幼苗的抗氧化酶系統(tǒng)研究時發(fā)現(xiàn),外源MeJA能有效增強玉米幼苗的抗氧化酶活性,提高了植株抗氧化能力,緩解了水分脅迫環(huán)境下植物體內(nèi)活性氧的積累,使H_2O_2以及MDA含量降低,減緩了對植物的氧化傷害。同時,活性氧積累的減少,可能緩解了其對于水通道蛋白的抑制作用,對植株根系水力導(dǎo)度產(chǎn)生影響,進而緩解了干旱脅迫。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S513
【圖文】：

圖 2-1 干旱脅迫下外源 MeJA 對玉米幼苗光合速率(A)、氣孔導(dǎo)度(B)、蒸騰速率(C)的影響Fig 2-1 Effects of exogenous MeJA on photosynthetic rate (A), stomatal conductance (B), transpiration r(C) of maize seedling under drought stress不同小寫字母表示 0.05 水平上差異顯著(P<0.05)Different lowerease letters indicate significant difference at 0.05 level (P<0.05)2.2.2 干旱脅迫下不同濃度外源 MeJA 對玉米幼苗葉片相對含水量的影響4 個 MeJA 濃度梯度處理后，對玉米幼苗的葉片相對含水量進行了測定，結(jié)果如2-2 所示：PEG 干旱脅迫下，經(jīng)過 2 h 的 MeJA 處理后，隨著 MeJA 濃度的升高，葉片相對含水量升高，當(dāng)濃度達到 10 μmol·L-1時達到最大值，相較于對照組上升了 9.6%之后逐漸下降，而當(dāng)濃度繼續(xù)上升至 50 μmol·L-1時，葉片相對含水量下降至對照組水平以上結(jié)果表明，干旱脅迫下，對根系施加外源 10 μmol·L-1MeJA 能夠提高玉米幼苗的片水分含量；但是，過高濃度的 MeJA 會惡化玉米幼苗的水分狀況。

對玉米幼苗的葉片相對含水量進行了測定，結(jié)果如圖2-2 所示：PEG 干旱脅迫下，經(jīng)過 2 h 的 MeJA 處理后，隨著 MeJA 濃度的升高，葉片相對含水量升高，當(dāng)濃度達到 10 μmol·L-1時達到最大值，相較于對照組上升了 9.6%，之后逐漸下降，而當(dāng)濃度繼續(xù)上升至 50 μmol·L-1時，葉片相對含水量下降至對照組水平。以上結(jié)果表明，干旱脅迫下，對根系施加外源 10 μmol·L-1MeJA 能夠提高玉米幼苗的葉片水分含量；但是，過高濃度的 MeJA 會惡化玉米幼苗的水分狀況。16

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2722974