一、水分胁迫对蚕豆(Vicia faba L.)光合作用及产量的影响(论文文献综述)
李丽[1](2021)在《麦类作物对水氮胁迫及高CO2浓度响应的生理生化机制》文中进行了进一步梳理土壤干旱往往伴随着土壤氮素的低利用率,而合理的水氮调控对于提高作物水氮利用效率至关重要。植物与外界进行气体交换主要通过气孔进行,气孔是调控植物光合作用与蒸腾作用两大生理功能的重要结构,探究气孔运动调节机制有助于深入理解植物对环境胁迫的响应及植物水分和养分利用效率。近年来,大气CO2浓度不断升高,而如何进行合理的水肥调控以应对未来气候变化将是农业生产中面临的一个新的问题和挑战。因此,本研究以燕麦和大麦(WT与其对应的ABA缺失突变体Az34)为材料,运用15N、13C、18O同位素技术,分析了水氮胁迫下燕麦表型及生理生化变化;采用非损伤微测技术,测定大麦活体叶肉/保卫细胞离子流变化,定量化记录离子的跨膜运动,并结合叶片蛋白组学分析,从亚细胞和分子水平探究其表型变化原因;将水氮耦合与未来二氧化碳浓度升高的情景相结合,研究了大麦的生理响应变化及其内在生理机制,并分析了大麦籽粒的品质属性,为未来大气CO2浓度升高及水资源紧缺下实现节水节肥优质高产农业提供理论依据。取得的主要成果如下:(1)中度水分胁迫(50%土壤最大持水量)或高氮处理(298 mg/kg N)显着降低了燕麦气孔导度,降低了植株耗水量,提高了气孔和植株水平上的水分利用效率。在水分胁迫或高氮处理下,气孔部分关闭对光合速率无显着影响。轻度(70%土壤最大持水量)和中度干旱胁迫下,尽管植株地上部生物量分别下降了6.7%和21.3%,但在这两种水分亏缺处理下,燕麦的植株水分利用效率(WUEb)分别比水分充足(90%土壤最大持水量)的植株增加了10.8%和7.4%。中度水分胁迫或高氮处理提高了植株中的碳同位素组成(δ13C)。此外,δ13C和氧同位素组成(δ18O)呈正相关关系,表明在土壤水分亏缺或高氮处理下,气孔和植株水平上水分利用效率提高的主要归因于气孔导度的降低。以上研究结果表明,中度干旱胁迫和高氮处理在提高燕麦水分利用效率和减少耗水量方面效果最好。(2)10%聚乙二醇(PEG)6000处理2小时后,两种基因型大麦叶片ABA浓度均显着增加,且WT叶片ABA浓度高于Az34。PEG处理9天后,WT叶片ABA浓度显着高于其对照植株,而Az34叶片ABA浓度与其对照植株相比并无显着变化。PEG处理24小时后,WT叶片保卫细胞的K+外排量明显高于Az34。与对照相比,两种基因型大麦保卫细胞的Ca2+内流量在PEG处理2小时后均显着增加,4小时后达到最大值。WT叶片ABA浓度增加与K+外流和Ca2+内流增加以及气孔导度降低的趋势相一致,尽管其叶片IAA浓度、GA3浓度和ZR浓度在PEG处理4小时后均增加。此外,PEG处理引起叶片叶肉细胞大量的H+内流,这可导致质外体碱化,有利于木质部ABA向保卫细胞的转运。这些结果阐明了ABA在干旱胁迫下介导保卫细胞离子转运从而调控大麦气孔运动的机制。(3)无PEG胁迫下,无氮的Hoagland营养液(N0)处理72 h的大麦植株叶片ABA浓度要高于Hoagland完全营养液(N1)处理72 h的植株,而N0处理72 h的大麦植株的气孔导度和蒸腾速率也要略微低于N1处理植株但并未出现显着差异。无PEG胁迫下,和N1处理相比,N0处理72 h后,两种基因型大麦的光合速率显着降低;而15%PEG胁迫下,N0与N1处理植株光合速率无显着差异。无论N处理如何,15%PEG处理植株光合速率均低于无PEG处理植株。N0处理72 h后的光合速率显着低于N0处理12 h的光合速率。干旱胁迫(12 h或72 h)显着降低了大麦根水势。无PEG胁迫下,N0处理72 h后,两种基因型大麦的根水势高于N1处理的植株。N胁迫、水分胁迫或是水氮胁迫(12 h或者72 h)引起了两种基因型大麦叶肉细胞H+内流;PEG诱导的干旱胁迫(12 h或72 h)引起了保卫细胞K+外排,与气孔导度降低和ABA升高趋势一致,此时WT叶片的钾转运蛋白在干旱胁迫下表现为下调。在干旱胁迫、N胁迫及水氮胁迫下,WT可通过加强糖酵解途径及渗透势调节,来增强植株对环境胁迫的适应性。(4)两种基因型大麦对水氮耦合方式的响应不同,尤其是在高CO2浓度(e[CO2],800ppm)下。虽然e[CO2]对WT的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率影响不大,特别是在亏缺灌溉(DIN,灌溉量为充分灌溉的70%+水氮耦合)和根系分区交替灌溉(PRDN,一半根系灌溉量为充分灌溉的70%+水氮耦合,另一半根系进行干旱处理,直到土壤含水量降到7%-10%以下,然后进行轮换)条件下,但增加了光合速率,从而增加了气孔、叶片和全株水平的水分利用效率(WUE)。e[CO2]显着提高了Az34的光合速率,降低了气孔导度和蒸腾速率,从而提高了Az34的WUE。e[CO2]增加了两种基因型大麦的百粒重和地上部干物质,但对其产量和籽粒的水分利用效率(WUEg)无显着影响。与充分灌溉(FIN,90%的土壤最大持水量+水氮耦合)相比,PRDN提高了两种基因型大麦的产量、收获指数和WUEg。与FIN相比,DIN和PRDN增加了两种基因型大麦在e[CO2]下的植株氮吸收量。与大气CO2浓度(a[CO2],400ppm)相比,e[CO2]提高了两种基因型的15N吸收和15N回收率。此外,与FIN处理相比,DIN和PRDN处理可促进更多氮素分配到大麦籽粒中。总体来说,DIN和PRDN促进了氮素向籽粒的分配,提高了水分利用效率,特别是在e[CO2]条件下。减量灌溉下的水氮耦合方式,特别是PRDN,可在未来缺水和CO2富集的环境中优化作物的水分利用效率和N营养。(5)高CO2减轻了减量灌溉处理(DIN和PRDN)对大麦籽粒N、P和S含量、C/N比、C/P比带来的负面影响。DIN和PRDN处理不影响大麦籽粒中K、Ca、Mg、Fe、Mn和Cu的含量,且由于大麦籽粒产量在DIN和PRDN处理下的提高,K、Ca、Mg、Fe、Mn和Cu积累量也相应的提高。高CO2增加了籽粒Fe和Cu含量,并在FIN和PRDN处理下增加了WT籽粒的B浓度,籽粒P、K、Ca、Mg、S、Mn和Zn含量不受高CO2的影响。因此,在未来CO2浓度升高的背景下,DIN和PRDN可以成为一种节水优质的灌溉施肥方式。
樊有存[2](2021)在《蚕豆耐盐种质资源筛选与抗盐基因的克隆及表达分析》文中提出蚕豆(Vicia faba L.)作为中国重要的食用豆类之一,不仅是植物蛋白源作物,而且具有生物固氮作用和较强的抗盐碱能力,是现代绿色可持续农业发展中不可或缺的作物。青海省土壤盐渍化分布广,程度不断加剧,是影响作物生产布局及产量稳定的主要环境因素之一。本研究为了筛选出具有优良耐盐特性的蚕豆种质资源及获得蚕豆抗盐的相关基因,以300份蚕豆种质资源为材料,通过相对发芽率及平均隶属函数划分耐盐等级等方法,筛选评价耐盐蚕豆种质资源;以及通过RACE、生物信息学分析等途径,获得并分析蚕豆抗盐相关基因。旨在为培育耐盐品种提供优异的种质,及为研究蚕豆耐盐分子机制和利用蚕豆分子标记辅助选择育种技术定向高效选育耐盐蚕豆品种提供理论依据。主要研究结果如下:1.从300份蚕豆种质资源中初筛获得了31份相对耐盐的种质资源,将这31份种质资源通过不同指标综合分析划分为5个耐盐等级,分别为高耐、耐、中耐、弱耐和不耐。从31份种质资源筛出1份高耐盐的种质资源(H0000995)和6份耐盐的种质资源(Z4、H0000693、H0005040、2014-04、H0006682、H0006687)。对7份耐盐种质资源进行主要抗性生理指标的测定及分析,结果表明,蚕豆在100 m M Na Cl盐胁迫下,蚕豆叶片中的叶绿素含量、POD活性和SOD的活性相比于对照呈下降趋势,而丙二醛和脯氨酸的含量呈上升趋势。2.通过克隆技术,成功获得蚕豆抗盐基因VfNHX1和VfHKT1;1的cDNA全长序列。蚕豆抗盐基因VfNHX1和VfHKT1;1的cDNA全长序列分别为2024 bp和2255 bp。生物信息学分析显示,编码蚕豆VfNHX1和VfHKT1;1的蛋白均在细胞膜结构上,其中蚕豆VfNHX1蛋白位于液泡膜上,VfHKT1;1蛋白位于质膜上。两个蛋白的结构域分析显示,蚕豆VfNHX1有一个重要的结构域Na-H转运体,该结构域是植物响应离子胁迫中的重要组成部分;VfHKT1;1蛋白中含有Tr KH保守结构域,其为HKT家族特有的保守结构域。由以上结果可知蚕豆VfNHX1和VfHKT1;1基因都是蚕豆内与耐盐有关的转运结合蛋白。二级结构分析显示,这两个抗盐蛋白均以无规则卷曲和α螺旋为主,都编码与抗盐相关的蛋白,进化分析表明两者与蒺藜苜蓿的进化关系相近。3.通过实时荧光定量PCR技术,分析两个抗盐基因的组织特异性表达发现,这两个基因在蚕豆盐胁迫下的根和叶中具有明显的表达特异性,且发现VfNHX1基因在叶片中的表达高于根中的表达。分析蚕豆VfHKT1和VfNHX1;1基因在叶和根中的动态表达结果表明,随着盐胁迫处理时间延长,VfNHX1基因在叶片中的相对表达量表现为先上升后降落式的波动变化趋势,并且盐处理至12 h时,VfNHX1基因的相对表达量达到了最高值;而VfHKT1;1基因在叶片中的相对表达量随着盐胁迫时间增长而降低;VfHKT1;1基因在根中的相对表达量在盐胁迫1h后呈明显上调趋势,随着处理时间的延长,其表达量逐渐下调。
吕剑[3](2020)在《外源硅缓解CA诱导的黄瓜自毒胁迫的生理与分子机制》文中研究指明自毒作用是设施黄瓜连作障碍产生的主要因素之一,造成设施黄瓜的生长发育受阻、产量和品质下降。提高黄瓜对自毒胁迫的抵抗能力已受到广泛研究和关注。近年来,施用外源物质提高作物抗性已被大量报道。诸多研究表明,硅(Si)作为地壳中含量第二大元素,在植物抵抗逆境胁迫方面具有重要作用,但其增强作物抗自毒胁迫的机理尚未明晰。本试验以肉桂酸(CA)模拟黄瓜自毒胁迫,采用水培方式研究了中度CA胁迫下外源Si(Na Si O3·9H2O)对黄瓜幼苗生长、根系形态建成、碳氮代谢、As A-GSH循环、水分代谢、离子吸收以及转录组的影响,探讨了外源Si对CA胁迫下黄瓜幼苗的生理影响,并通过转录组测序初步分析了其分子机制,为克服设施黄瓜连作障碍提供理论依据。主要结果如下:1、CA(0.8 mM)胁迫能够显着抑制黄瓜幼苗地上部和根系的生长,抑制株高、茎粗和叶面积的增长以及根的形态发育。1.0 m M的外源Si能够显着提高CA胁迫下幼苗的株高、茎粗、叶面积以及干鲜重,促进了幼苗根系的形态建成,显着增加了总根长、平均根系直径、总根体积、总根表面积、根尖数和分枝数,说明适宜浓度的外源Si能够缓解CA胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制作用。2、外源Si显着提升了CA胁迫下叶片光合色素和淀粉含量及卡尔文循环中FBPase、FBA和TK等关键酶的活性;同时,通过Fv/Fm、Y(II)、q P和ETR的提高,增强了天线色素的捕光效率和光能转化效率,减轻了CA对光合系统的损害;显着提高了SPS、SS、AI和NI酶等蔗糖代谢关键酶活性,显着降低了果糖、葡萄糖和蔗糖在黄瓜叶片和根系中的积累,维持了植株体内正常的碳代谢过程。此外,外源Si处理显着提升了CA胁迫下黄瓜幼苗叶片及根系中硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(Ni R)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,增幅在20.78%~108.90%。3、外源Si显着抑制了CA胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系中H2O2和O2·-的积累,增强了As A-GSH循环中APX、MDHAR、AAO、GR、DHAR和GST等关键酶活性(酶系统),提高了As A、GSH含量以及As A/DHA和GSH/GSSG(非酶系统),降低了DHA、GSSG的含量,增强了黄瓜植株的抗氧化能力,保持了细胞相对稳定的氧化还原环境,从而缓解了CA胁迫对黄瓜幼苗的氧化损伤。4、外源Si显着改善了黄瓜幼苗叶片的水分状况,提升了CA胁迫下黄瓜叶片相对含水量(RWC)、自由水含量(FWC)和叶水势;不同程度提高了矿质元素的吸收能力,增加了叶片和根系中大量(N、P、K)、中量(Ca、Mg)及微量元素(Fe、Mn、Zn)的积累。5、利用高通量测序技术对黄瓜幼苗8h、10d的叶片和根系进行转录组分析,结果表明,黄瓜叶片随着处理时间的延长,差异基因数目增多,但从8h-10d CK与CA+Si间差异基因数目大幅降低,缓解作用明显。黄瓜根系随着处理时间的延长,差异基因数目显着降低,且差异基因由下调为主转变为以上调为主。黄瓜叶片中共有差异表达基因6017个,根系中共有差异表达基因20195个;叶片中差异基因富集的GO项主要为“光合、光响应”、“代谢物前体和能量生成”、“跨膜转运”和“解毒”。基因富集的KEGG的项主要为“次生代谢物生物合成”、“苯丙素生物合成”、“吲哚生物碱生物合成”和“植物激素信号转导”;根系中富集基因的GO项有“代谢过程”、“生长调节”、“跨膜转运”、“MAPK级联正调节”。基因富集的KEGG项主要为“谷胱甘肽代谢”、“过氧化物体酶”、“苯丙素生物合成”、“氨基酸代谢”和“植物激素信号转导”。对GO项和KEGG项中差异表达基因分析发现,外源硅可能通过调节生长素、ABC转运蛋白、过氧化物酶、氨基酸和离子转运蛋白等基因的表达来调控植株对肉桂酸自毒胁迫的抗性。
赵雅姣[4](2020)在《紫花苜蓿/禾本科牧草间作优势及其氮高效机理和土壤微生态效应研究》文中指出西北地区是我国牧草主产区,但因其气候条件限制以及耕地面积有限,牧草生产远不能满足需求,因此,寻求一种高效栽培措施以应对畜牧业发展中饲草不足的问题已成为当前迫切需要解决的问题。在牧草生产实践中,采用豆科与禾本科牧草间、套和轮作等高效种植制度可有效提升其生产潜力和发挥生态优势。因此,本研究对该区域广泛种植的主要豆科牧草紫花苜蓿(Medicago sativa)与4种广泛种植的禾本科牧草玉米(Zea mays)、甜高粱(Sorghum dochna)、燕麦(Avena sativa)和小黑麦(Triticale Wittmack)进行间作,通过连续3年(2017年,2018年和2019年)的田间定位试验,模拟间作试验(土培桶栽法)和根系互作试验(营养液砂培法)来探讨紫花苜蓿与4种禾本科牧草间作在不同年份、不同生育期和不同根系互作强度下的间作优势、氮高效机理以及根际土壤微生态效应等研究,研究结果如下:1、紫花苜蓿/禾本科牧草间作优势4种间作组合下,禾本科牧草的单位面积干草产量和蛋白产量均较其相应的单作显着提高。间作降低了紫花苜蓿粗蛋白含量和相对饲用价值,但提高了4种禾本科牧草的营养品质和相对饲用价值,即禾本科牧草在间作系统中具有更大的间作优势。紫花苜蓿的偏土地当量比小于禾本科牧草偏土地当量比,并且4种间作组合的土地当量比均大于1,即4种禾本科牧草均处于竞争优势地位,紫花苜蓿处于竞争劣势地位。不同间作组合中,紫花苜蓿/甜高粱间作的群体产量(18700-19900 kg·hm-2)最大,紫花苜蓿/玉米间作的群体蛋白产量(2257-2356 kg·hm-2)最佳。间作对禾本科牧草光合性能具有促进作用,主要表现为4种禾本科牧草在间作下的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及光能利用率均较各自的单作有显着地提高,而紫花苜蓿的光合特性和光能利用率在间作下均低于相应的单作。间作不仅促进了禾本科牧草叶绿素含量,而且促进了处于弱光下的紫花苜蓿叶绿素b含量,进而调节其在不同光强度下的光合特性。同时,4种禾本科牧草中,Rubp羧化酶活性均显着大于其单作;玉米、甜高粱和燕麦间作中蔗糖磷酸合成酶活性显着大于相应的单作;与玉米和甜高粱间作的紫花苜蓿中蔗糖合成酶活性显着小于相应的单作;同时,4种禾本科牧草碳水化合物含量较其单作显着提高,即间作可显着提高禾本科牧草的碳代谢活性和碳水化合物含量,而对紫花苜蓿的影响相对较小。在群体光能利用率中,紫花苜蓿/甜高粱间作时最高。紫花苜蓿/禾本科牧草间作时,4种禾本科牧草对紫花苜蓿的氮、磷和钾的竞争比率均大于1,即4种禾本科牧草均较紫花苜蓿具有更强的养分竞争能力。间作利于禾本科牧草的养分竞争及积累,4种禾本科牧草体内氮、磷和钾含量在其间作下均大于相应的单作,而紫花苜蓿体内氮、磷和钾含量表现相反。3年田间试验中,燕麦和小黑麦体内氮含量在其间作下较其单作分别提高了7.5-8.1%和7.8-9.3%,小黑麦体内磷和钾含量在其间作下较其单作分别提高了21.7-26.3%和3.0-4.9%。不同生育期下,紫花苜蓿体内磷、钾含量和积累量以及4种禾本科牧草体内氮、磷、钾含量和积累量均随生育期的推进其在间作与单作中的差距不断增大。同时,根系互作越紧密,4种禾本科牧草茎叶和根系中氮、磷和钾含量越高,紫花苜蓿则越低。4种间作模式中,紫花苜蓿/甜高粱间作对氮和钾的竞争比率最高,而紫花苜蓿/小黑麦对磷的竞争比率最高。2、紫花苜蓿/禾本科牧草间作氮代谢及其氮高效机理紫花苜蓿/禾本科牧草间作可以提高禾本科牧草的氮代谢关键酶活性,其中,甜高粱、燕麦和小黑麦NR和GOGAT活性在间作下均显着高于相应的单作,甜高粱和燕麦在种植第3年时GS活性在间作下均显着高于相应的单作;而间作显着降低了紫花苜蓿的氮代谢关键酶活性。随根系互作紧密程度的增加,禾本科牧草的氮代谢酶活性不断增加,而紫花苜蓿氮代谢酶活性不断降低。同时,紫花苜蓿的NR基因在根系中和GS基因在茎叶中的表达,以及4种禾本科牧草的GOGAT基因在茎叶和根系中和NR基因在茎叶中的表达,燕麦和小黑麦NiR基因在茎叶中的表达,燕麦和小黑麦GS基因在根系中的表达均与其体内的氮素浓度变化规律相似。4种禾本科牧草的根重在间作中较其单作提高了7.1-25.7%,其中与玉米和甜高粱间作的紫花苜蓿根重变化较大,但在与燕麦和小黑麦间作的紫花苜蓿根重变化较小。紫花苜蓿与禾本科牧草根系互作越紧密越有利于禾本科牧草根系的生长发育,同时可以促进紫花苜蓿和禾本科牧草根系长度的增加及根系活力的提高,有利于对养分的竞争与吸收。在种植后期,紫花苜蓿、玉米、甜高粱、燕麦和小黑麦的根系活力在根系不分隔下较其在塑料分隔下分别提高了6.7-13.8%、13.6-14.3%、8.7-12.5%、39.6-45.4%和17.3-19.0%。本研究中,不同间作组合下紫花苜蓿的总根瘤数、有效根瘤数、单株根瘤重、固氮酶活性及单株固氮潜力均较其单作显着提高,但单根瘤重差异不显着。紫花苜蓿根瘤数、根瘤重和固氮能力均随根系互作紧密程度的增加而增加,根瘤数和固氮能力在不分隔下均显着大于塑料分隔和单种。根系中4种异黄酮含量在胁迫氮水平下高于适宜氮水平。根系中的大豆苷元和木犀草素含量在不分隔下大于尼龙网分隔,而在塑料分隔和单种下未检测出;刺芒柄花素和染料木素含量总体来看,均随根系互作紧密程度增加而增大,同时不分隔时显着大于塑料分隔和单种。在不同根系互作下,异黄酮合酶基因IFS-1和IFS-4为上调基因,IFS-2和IFS-3为下调基因;IFS-1(除根系N21水平下)和IFS-4相对表达量在根系不分隔下显着大于尼龙网分隔,尼龙网分隔显着大于塑料分隔和单种;IFS-2和IFS-3表达量表现相反。结瘤信号通路基因(NOD-1和NOD-2)均为上调基因;NOD-1和NOD-2的相对表达量随根系互作越紧密则表现越高;同时,其相对表达量在不分隔下显着大于塑料分隔和单种。根系中,IFS和NOD基因均与除单根瘤重的结瘤固氮各指标均呈显着相关关系。根系中,大豆苷元、木犀草素、刺芒柄花素以及染料木素均与各结瘤固氮指标呈极显着正相关。3、紫花苜蓿/禾本科牧草间作的土壤微生态效应紫花苜蓿和禾本科牧草根际土壤pH值在间作中均低于相应的单作;而有机质含量在间作中高于相应的单作,禾本科牧草在间作与单作中差异显着。紫花苜蓿根际土壤碱解氮和有效磷含量在间作与单作下差异较小;而速效钾含量在间作下显着小于其单作。4种禾本科牧草根际土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量在间作下均显着大于相应的单作。与单作相比,间作可提高紫花苜蓿和禾本科牧草根际土壤生物酶活性,其中与燕麦和甜高粱间作的紫花苜蓿根际土壤脲酶和蔗糖酶活性以及4种间作组合下紫花苜蓿根际土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均较其相应的单作显着提高;同时,4种禾本科牧草根际土壤下4种土壤酶活性也显着提高。紫花苜蓿和4种禾本科牧草根际土壤中细菌和放线菌数量在其间作下均高于相应的单作,而真菌数量表现相反。与燕麦和小黑麦间作的紫花苜蓿以及间作下的玉米、甜高粱、燕麦和小黑麦其根际土壤细菌的序列数均显着大于相应的单作。同时,分类单元、ACE指数、Chao指数、Shannon指数均表现为在紫花苜蓿和4种禾本科牧草间作根系土壤中大于相应的单作。在门水平上,变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、放线菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、疣微菌门、芽单胞菌门为相对丰度较大的门类,其相对丰度之和达84%以上。变形菌门、拟杆菌门和放线菌门在紫花苜蓿和禾本科牧草根际土壤均表现作为间作大于其单作,芽单胞菌门表现为间作小于相应的单作。间作下牧草根际土壤酶及微生物群落结构与土壤养分相互影响并相互调节,其中变形菌门、拟杆菌门和放线菌门丰度均与有机质含量和碱解氮含量呈极显着正相关关系。综上所述,间作可以显着提高禾本科牧草的生产性能及营养品质,这是由于间作中地上互作促进了禾本科牧草的光合性能和群体光能利用率,地下互作促进了禾本科牧草的营养吸收和群体养分积累。紫花苜蓿与禾本科牧草间作对氮素的高效利用主要是由于氮素的固定、吸收和转化决定的,间作可以刺激紫花苜蓿根瘤数和固氮能力的增加,其机制是间作改变紫花苜蓿的氮素浓度进而改变及异黄酮合酶基因表达及异黄酮含量,从而改变固氮信号通路基因表达和结瘤固氮特性;间作刺激了紫花苜蓿和禾本科牧草总根长的增加和根系活力的增强,以竞争和吸收更多的氮素;同时,间作可以促进禾本科牧草的氮代谢酶活性,进而增加了氮素的转化。紫花苜蓿与禾本科牧草间作可以提高西北地区间作牧草根际土壤的养分及增进其微生物多样性。
金宁[5](2020)在《基质栽培黄瓜生长生理、产量及品质对不同灌水下限的响应》文中认为为探明基质栽培黄瓜适宜的灌水下限,实现农艺节水。本试验以“博特209”品种黄瓜为试材,采用基质盆栽栽培,共设置4个灌水下限处理,分别为田间持水量的50%、60%、70%、80%,用A、B、C、D表示,统一设定田间持水量的90%为灌水上限,采用TDR350水分速测仪控制基质的水分含量,研究不同灌水下限对基质栽培黄瓜植株生长、叶片水分状况、抗氧化系统、光合日变化、荧光参数、产量和品质的影响,并选取了4个处理黄瓜的生长、产量及品质相关的22个指标,运用主成分分析法对其进行综合评价,主要得到了以下结果:1.80%田间持水量灌水下限处理的植株株高和叶面积处理显着高于其他处理,而茎粗为70%田间持水量灌水下限的茎粗最大且显着高于其他处理,说明适当降低灌水下限有利于茎粗的增大;不同灌水下限下黄瓜干物质的分配比例存在一定的差异,其中,根干物质占全株干物质和果实干质量占全株干质量的比例都以70%田间持水量灌水下限最高。2.70%-80%田间持水量的灌水下限处理的黄瓜叶片自由水和相对含水量较高,细胞汁液浓度与其他两个处理相比更为适宜,有利于维持叶片细胞正常形态;70%、80%田间持水量的灌水下限的丙二醛(MDA)及脯氨酸(Pro)含量低于其他两个处理,抗氧化酶活性表现为60%>50%>70%>80%。3.50%田间持水量灌水下限处理的植株叶片最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)显着低于其他三个处理,而非光化学淬灭系数(NPQ)显着高于其他三个处理,说明该处理显着抑制了黄瓜叶片光能的转化。70%-80%田间持水量的灌水下限处理的植株叶片具有较高的Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP和较低的NPQ,有利于光能的有效转化,光能转化速率高。4.70%田间持水量的灌水下限处理的植株叶片的叶绿素a、b含量最高;灌水下限为70%和80%田间持水量处理的植株胞间二氧化碳浓度(Ci)变化趋势基本相同,灌水下限为50%和60%田间持水量的Ci变化趋势一致;灌水下限为50%田间持水量处理的植株蒸腾速率(Tr)峰值出现早于其他三个处理,为12:00,而其他三个处理峰值出现在14:00。造成各个处理植株出现“光合午休”现象的原因也不同,70%和80%田间持水量的灌水下限处理植株的“光合午休”现象的出现原因为气孔限制因素,而造成50%和60%田间持水量的灌水下限处理植株“光合午休”现象的出现原因为非气孔限制因素,且70%和80%处理植株的净光合速率(Pn)在整个变化过程中始终高于其他两个处理。5.黄瓜的单果重、单株果数及亩产量随着灌水下限的升高均呈现逐渐上升的趋势,以80%田间持水量的灌水下限的最高,但单果重及亩产量与70%处理的无显着差异;水分利用率却呈现先上升后下降的趋势,以灌水下限为70%田间持水量的水分利用率最高,相较于50%、60%、80%的增幅为33.14%、13.23%和10.30%。6.黄瓜果实的瓜长、瓜粗、含水量及商品瓜率随着灌水下限的提高呈现逐渐上升的趋势,均以80%田间持水量灌水下限处的最高;黄瓜果实中可溶性蛋白、可溶性糖、K和Ca含量随着灌水下限的提高呈现出先上升后下降的趋势,均以70%田间持水量的灌水下限处的最高。7.主成分分析显示不同灌水下限处理对黄瓜生长、产量及品质的影响评价的指标由最初的22个方面降为3个主成分,达到了降维的目的。3个主成分代替了原指标100%的信息,综合评价结果,各处理的得分顺序依次为70%、80%、60%、50%田间持水量的灌水下限。综上可知,灌水下限为田间持水量的70-80%都较为适宜黄瓜的生长发育,但从节水的角度考虑,灌水下限为70%田间持水量处理与80%田间持水量的处理相比,在不降低产量,提高品质的同时,水分利用率最高,因此,70%田间持水量可作为基质栽培黄瓜节水灌溉的适宜灌水下限。
赵颖[6](2020)在《基于转录组分析揭示一氧化氮调控紫花苜蓿响应干旱胁迫的机理》文中研究表明紫花苜蓿(Medicago sativa L.)目前是世界上栽培最广泛的多年生豆科牧草,因其丰富的营养价值在草地畜牧业扮演重要作用。干旱胁迫作为最主要的非生物胁迫因子之一,严重制约了苜蓿的种子萌发和幼苗生长。因此,研究干旱胁迫对紫花苜蓿的影响及其适应干旱的机制、及寻找提高紫花苜蓿抗旱的方法对克服干旱地区苜蓿栽培的制约具有重要意义。一氧化氮(Nitric oxide,NO)是一种可通过细胞膜扩散的气体信号分子,通过信号转导能够调控植物生长发育及逆境响应等多个生物学过程。目前,有关NO缓解逆境胁迫的研究主要集中在盐胁迫上,研究的物种也以拟南芥(Arabidopsis thaliana)、玉米(Zea mays L.)、番茄(Solanum lycopersicum)、小麦(Triticum aestivum L.)和燕麦(Avena sativa L)为主,而NO在牧草上的应用尤其是紫花苜蓿上的报道较少。与此同时,当今关于NO调控苜蓿抗逆性的研究尚处在生理生化水平,而NO对紫花苜蓿抗旱调控的分子机理尚未见报道。本文采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫条件,硝普钠(SNP)为外源NO供体,Carboxy-PTIO(cPTIO)为内源NO清除剂,以紫花苜蓿(“阿尔岗金”、“三得利”、“金皇后”)为研究材料,通过形态、生理生化分析和转录组测序(RNA-Seq)技术等方法,从NO对干旱胁迫下不同品种紫花苜蓿抗旱性调节差异、萌发生长及抗氧化系统的影响、碳同化及碳代谢的调控、萌发期及幼苗期的转录组分析等方面解析了NO调控紫花苜蓿响应干旱胁迫的机理。主要结果如下:(1)通过对外源NO调控干旱胁迫下不同品种紫花苜蓿萌发期抗旱指标变化比较分析,SNP浸种降低干旱胁迫下不同品种紫花苜蓿丙二醛(MDA)含量,增加脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,对8个与抗性相关指标变化进行隶属函数法分析,发现3个紫花苜蓿品种对外源NO的敏感性由强到弱依次为:三得利>金皇后>阿尔岗金。选择对NO最为敏感的品种“三得利”为材料研究NO调控紫花苜蓿抗旱机制。(2)通过对NO调控干旱胁迫下“三得利”紫花苜蓿萌发生长及抗氧化系统研究,发现外源SNP浸种提高了干旱胁迫下紫花苜蓿的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,萌发第7天的苜蓿芽苗干重和含水量增加,根长降低;外源cPTIO浸种抑制了干旱下种子的萌发,芽苗干重和根长降低。叶片喷施SNP或cPTIO对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗茎长和根长无显着影响,但施加SNP显着增加了幼苗分枝数对侧根无显着影响;施加cPTIO显着降低了幼苗侧根数对分枝数目无显着影响。干旱胁迫下,外源施加SNP降低了紫花苜蓿萌发期芽苗和幼苗期叶片内O2˙ˉ、H2O2和MDA的积累,·OH清除速率提高,APX、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量增加,最终缓解干旱胁迫引起的氧化损伤。而施加cPTIO引起活性氧水平显着提高,抗氧化酶活性和抗氧化物质含量降低,进一步加剧了干旱胁迫的损伤。(3)通过对NO调控干旱胁迫下“三得利”紫花苜蓿碳同化和碳代谢关键酶进行分析,外源施加SNP增加了干旱胁迫下紫花苜蓿萌发期苗芽和幼苗期叶片卡尔文循环中果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(TBA)、三磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、核酮糖二磷酸羧化酶(Rubisco)活性,柠檬酸循环中丙酮酸脱氢酶(PDH)、柠檬酸合酶(CS)、α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)和NADP-苹果酸脱氢酶(NADP-MDH)活性。而外源施加cPTIO可调控干旱下编码卡尔文循环及三羧酸循环代谢中间酶的基因下调表达,且其酶活性降低,在一定程度上抑制了碳同化和碳代谢进程效率。(4)RNA-Seq分析NO调控干旱胁迫下“三得利”紫花苜蓿萌发期芽苗的结果显示,干旱胁迫处理与对照的差异表达基因(DEGs)有3524个(FDR<0.01,FC≥2),GO和KEGG分析表明,DEGs主要与类黄酮、黄酮、苯丙烷、单萜、倍半萜和三萜类等次生物质生物合成,光合作用、光合天线蛋白、淀粉和蔗糖代谢、谷胱甘肽代谢及植物激素信号转导通路有关。干旱下施加SNP与干旱处理相比引起2208个DEGs(FDR<0.01,FC≥2),DEGs主要富集在苯丙烷类生物合成、氮代谢、肌醇磷酸代谢及淀粉蔗糖代谢通路。干旱胁迫下施加cPTIO(PEG-NO)与干旱处理相比引起3461个DEGs(FDR<0.0001,FC≥2),内源NO介导的基因主要参与柠檬酸循环、丙酮酸代谢、乙醛酸代谢、精氨酸合成代谢、及光合器官的碳同化,且绝大多数基因均下调表达。(5)通过RNA-Seq对NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗期叶片进行研究,干旱胁迫处理与对照间叶片有947个DEGs(FDR<0.01,FC≥2),显着富集在类胡萝卜素和类黄酮生物合成通路上。干旱下喷施SNP与干旱处理相比有852个DEGs(FDR<0.01,FC≥2),显着富集在苯丙烷类化合物、类黄酮和类胡萝卜素化合物合成通路,且参与这些通路的基因几乎全部下调表达。干旱下喷施cPTIO与干旱处理间鉴定出2891个DEGs(FDR<0.01,FC≥4),多数参与光合器官碳同化、氧化磷酸化、碳代谢、柠檬酸循环及氨基酸代谢且下调表达。
王丽艳[7](2020)在《Pb、Cd持续污染第十八代的蚕豆(Vicia faba L.)和玉米(Zea mays L.)资源配置对策》文中研究说明了解植物的适应性变化及资源配置策略,是识别植物能否适应重金属污染及污染胁迫下进化发展的关键。长期持续重金属污染对植物的适应和进化产生怎样的影响目前还缺乏系统的研究。本研究选取持续污染条件下第18代三个品种的蚕豆和三个品种的玉米为实验材料,通过大田实验模拟土壤重金属污染浓度为Cd10mg/kg,Cd60mg/kg,Pb40mg/kg,Pb250mg/kg和Cd20 mg/kg+Pb60mg/kg条件下,以无污染处理作为对照,从数量性状,光合能力及生物量和热值三个方面进行资源配置分析,研究了长期持续污染第18代植物在应对重金属污染的过程中资源配置策略的变化。研究结果如下:(1)重金属持续污染条件下蚕豆和玉米种群的数量性状变化因植物品种、生长时期、重金属种类以及污染浓度的不同而呈现出不同的变化特征。Pb、Cd污染普遍造成蚕豆和玉米植株苗期矮化现象,蚕豆和玉米种群的株高和茎粗在不同的生长发育时期有不同的生长速率,重金属污染改变了植物的异速生长规律;蚕豆和玉米的根及穗位比均出现了低浓度污染促进、高浓度污染抑制的现象。从生殖指标来看,高浓度Cd污染使蚕豆种群的开花数、结荚数及单株豆粒数显着增加,而50粒重显着降低,通过增加种子数量降低种子质量保证了种群的延续,呈现出r对策的趋势;复合污染条件下部分蚕豆种群减少种子数量的同时提高种子质量,呈现出K对策的趋势。玉米种群的雌花数及雄穗长表现出随污染浓度的增加先上升后下降的变化。在Pb、Cd持续污染18代后蚕豆和玉米仍然可以进行繁衍,但繁殖策略上出现了分化。(2)Pb、Cd持续污染对蚕豆和玉米光合能力影响显着,体现了对碳资源获取能力的制约。整体来看,Pb、Cd污染均降低了蚕豆和玉米种群的叶绿素含量,虽然蚕豆气孔导度和蒸腾速率品种间存在差异,光合速率在Pb、Cd污染下均显着下降;玉米在Pb、Cd污染下光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显着下降。(3)植物在Pb、Cd持续污染条件下,两种植物整体上向着减少地下部分生物量的分配,地上生物量配比增加、提高生殖投入的倾向明显。Pb、Cd持续污染影响了蚕豆和玉米的生物量及其配置格局。玉米在Pb、Cd持续污染下均增加了生殖投入,减少了地下部分生物量的分配和茎叶投入。而蚕豆生物量分配规律较为复杂:在Pb污染条件下,蚕豆植株减少了地下部分生物量的分配,增加茎叶的投入保障营养生长,而在Cd污染条件下,随污染物浓度的增加,蚕豆种群减少了茎叶和地下部分生物量的投入,增加了生殖投入。(4)在本研究条件下,单一污染中蚕豆和玉米种群总热值在小剂量下升高,随污染物浓度的增加,在大剂量下呈现明显下降趋势,复合污染条件下蚕豆和玉米种群总能量显着下降。在Pb、Cd持续污染条件下,两种植物整体上向着减少地下部分能量的分配,地上部分能量配比增加、提高生殖能量投入的倾向明显。但部分蚕豆种群在Pb污染下存在差异。
陈光[8](2020)在《野生大麦气孔离子转运与耐旱的分子生理和进化研究》文中进行了进一步梳理干旱是影响全球农业生产可持续发展的主要环境胁迫之一,明确作物耐旱的生理与分子机制,可为筛选和培育抗旱作物品种以应对全球气候变化奠定理论基础。气孔是植物体与外界进行水分和气体交换的主要器官,与植物的光合作用和水分高效利用密切相关。野生大麦(Hordeum spontaneum)作为抗逆性较强的禾谷类作物,具有丰富的遗传多样性,是研究作物抗逆生理与分子机制的理想物种。本研究全面运用了植物生理学、比较基因组学、转录组学、分子生物学、细胞生物学和进化生物学的研究技术与方法,研究了不同野生大麦气孔响应干旱胁迫及干旱进化适应性的基因型差异,并解析了大麦气孔响应和调控干旱应答的关键阴离子通道的生物学功能,为在全球气候变暖和干旱频繁发生的环境下开展大麦抗旱育种工作提供了重要理论支撑。取得主要结果如下:1.脱落酸信号相关调控气孔关闭的离子转运体在陆生植物中的保守性进化陆生植物通过植物激素脱落酸(abiscisic acid,ABA)主动调控气孔运动响应外界环境刺激这一机制的起源与进化仍是一个具有争议的课题。本研究选取36个包含水生藻类到被子植物在内的进化过程关键节点的代表性植物,以拟南芥中已知的23个ABA信号通路相关信号转导和关键转运体蛋白家族成员为代表,利用比较基因组学方法研究发现,水生蕨类植物Azolla filiculoides和Salvinia cucullata与其他陆生植物一样,具有已知的所有23个基因家族的同源蛋白,且实验结果表明在大麦中受到ABA诱导产生差异表达的基因在陆生蕨类Polystichum proliferum中亦受ABA的诱导差异表达,同时,在陆生蕨类P.proliferum和Nephrolepis exaltata中也观察到了ABA诱导的气孔关闭现象。系统发生学研究表明绿色植物气孔对ABA响应的关键转运体和信号蛋白如阴离子通道HvSLAC1(slow anion channel 1)及其互作蛋白激酶HvOST1s(open stomata 1)等的进化非常保守。以上结果说明,相对早期进化的蕨类植物中具有与种子植物类似的气孔主动调控分子基础和生理机制。2.西藏野生大麦表皮组织耐旱的转录组调控网络干旱处理后,西藏野生大麦XZ5比XZ54具有更好的光合能力、更稳定的气孔开度以及更高的产量和地上部生物量,说明XZ5的耐旱性显着优于XZ54。对两者叶片表皮进行转录组分析发现,干旱胁迫后,大麦叶片表皮组织差异表达基因可达6,627个,其中包括ABA信号通路相关基因及关键转运蛋白基因共838个,许多正向调控耐旱性基因如SLAC1/SLAHs(SLAC1 homologue)和OST1s等在干旱处理后在XZ5显着上调表达,而在XZ54中变化不显着或呈下调表达。多种信号通路在大麦叶片表皮被激活,共同应答并转导相关重要信号以适应干旱胁迫;同时,亦存在多种信号通路共同参与调控气孔开度以应对水分亏缺。3.以色列进化谷野生大麦的干旱适应性对基因组和转录组进化的调控机制通过光合指标和气孔参数测定、干物重测定、叶片转录组测序以及基因组重测序结果发现,相较于温暖潮湿的以色列进化谷欧洲坡,高温干旱的非洲坡塑造了野生大麦群体独特的气孔和光合作用性状及其遗传变异。与欧洲坡相比,非洲坡野生大麦在干旱胁迫下具有更高的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而气孔指数和保卫细胞体积更小,这些指标均与野生大麦的耐旱性显着相关。非洲坡野生大麦群体第3号和第4号染色体上具有最多数量的SNPs和InDels。两坡野生大麦群体在进化适应性过程中受到平衡选择影响,非洲坡的野生大麦群体的遗传多样性更为丰富,且位于第5号染色体上的部分基因受到了定向选择和物种扩张的影响。此外,通过选择性清除分析在两坡野生大麦群体中共挖掘161个潜在的干旱适应性基因,其中SLAC/SLAHs同源基因仅在耐旱性更强的非洲坡野生大麦群体中受到驯化。4.大麦阴离子通道HvSLAC1和HvSLAH3及其互作蛋白HvOST1s的生物学功能大麦组织定位结果表明,HvSLAC1、HvOST1.1和HvOST1.5均在表皮组织中丰度表达,HvSLAH3(SLAC1 homologue 3)在表皮组织中也有表达。通过非洲爪蟾卵母细胞异源表达双电极电压钳对蛋白功能检测证明,大麦HvSLAC1和HvSLAH3可分别被HvOST1.1和HvOST1.5激活,且可同时被拟南芥AtOST1激活。将HvSLAC1和HvSLAH3基因转入拟南芥突变体slac1-3构建功能互补株系时发现,与ABA不敏感的拟南芥突变体slac1-3相比,转基因互补株系均可以恢复ABA诱导的气孔关闭和细胞质钙离子浓度提高的表型。然而与拟南芥野生型相比,功能互补株系并没有表现出更快的ABA诱导的气孔关闭速率。由此可见,大麦中ABA诱导的气孔快速关闭可能由草类气孔结构和发育相关的基因决定,而不是“主开关”SLAC/SLAH阴离子通道。
闵勇[9](2019)在《蚕豆吸收与代谢甲醛机理及应用研究》文中研究说明应用植物代谢同化HCHO的能力净化环境HCHO污染的技术由于其简单易行,经济成本低,效果显着等特点,持续受到关注。随着对植物净化HCHO机理研究的不断深入,除了可以通过筛选具有高效净化HCHO能力的植物净化空气以外,了解植物体内HCHO代谢途径,并进一步揭示高浓度下HCHO胁迫的植物生化响应,即可实现利用基因工程技术提高植物对外源HCHO净化能力,这也是国际上认同的净化污染气体的新途径。目前对植物同化HCHO途径的研究主要集中在光合组织,并且发现植物根在HCHO代谢过程中有乙醛酸循环相关产物生成,因此乙醛酸循环可能在HCHO脱毒过程中发挥重要作用。深入研究乙醛酸循环在植物HCHO代谢中的作用,有助于我们更全面了解植物对HCHO胁迫的代谢应答机理,为开发更多HCHO污染的植物修复技术提供理论依据。鉴于模式植物蚕豆的相关生化过程已有较多的报道,本研究以蚕豆植株、蚕豆离体叶片和根为试验材料,借鉴已有的植物乙醛酸循环等研究成果,将本研究的重点聚焦于乙醛酸途径对HCHO脱毒过程的影响。本研究采用稳定同位素示踪的手段,用H13CHO处理其不同组织后通过核磁共振(13C-NMR)分析代谢产物变化,从而阐明乙醛酸途径在蚕豆组织细胞内HCHO脱毒过程中的作用。同时,在HCHO胁迫条件下添加糖类物质和甲醇抑制或诱导乙醛酸途径关键酶基因的表达,改变乙醛酸途径关键酶活性,分析蚕豆HCHO吸收能力和HCHO代谢能力的变化,定性评价乙醛酸途径对蚕豆组织HCHO脱毒的贡献,从而揭示蚕豆中乙醛酸途径对液体HCHO胁迫的代谢应答作用。最后利用数学模型优化蚕豆植株吸收HCHO的最佳条件,在此基础上利用蚕豆吸收代谢HCHO的能力开发生物反应器,探讨反应器净化实际环境HCHO污染的可行性。论文获得如下研究结果。蚕豆离体根吸收HCHO的动力学曲线为前期慢,后期快的模式,主要驱动力为根HCHO代谢。采用H13CHO处理蚕豆离体根,13C-NMR分析离体根同化HCHO的机制,结果发现用2mM H13CHO时间梯度处理离体根,H13CHO首先被氧化生成H13COOH,然后出现一个非常强烈的[2,4-13C]柠檬酸(Cit)信号峰,同时观察到[2,3-13C]琥珀酸(Su)和[3-13C]Cit的信号峰增强,这表明乙醛酸和三羧酸(TCA)循环在同化HCOOH的过程中同时发挥了作用。[2,4-13C]Cit的产量超过了总代谢产物量的85%,是标志性代谢产物。异柠檬酸裂解酶(ICL)是乙醛酸途径中的关键酶,其活性受到HCHO的诱导。因此,高浓度H13CHO(4mM和6mM)处理显着增加[2,4-13C]Cit的产量。此外,通过高浓度(10 mM)甲醇诱导ICL酶活性后继续用2mM H13CHO处理根系,可以同时提高[2,4-13C]Cit和[3-13C]Cit的产量;用环孢素A(CSA)预处理离体根阻止富含13C的代谢物进入线粒体,导致在H13CHO处理根中的[2,4-13C]Cit产量显着下降;同时导致[2,3-13C]Su累积,HCOOH氧化产生的HCO3-产量增加,这些证据说明在蚕豆离体根中HCHO同化通过乙醛酸途径和TCA循环协同作用完成。基于上述实验结果揭示了蚕豆离体根中的HCHO代谢途径:H13CHO吸收进入根细胞后首先氧化成甲酸,然后将大部分甲酸缩合成乙醛酸。少量甲酸以HCO3-的形式氧化成CO2。大部分乙醛酸进入乙醛酸途径,并被同化为[3,6-13C]Cit和[2-13C]Su。[2-13C]Su进入TCA循环,进一步同化为[2,4-13C]Cit。在TCA循环中[2-13C]Su和[2,4-13C]Cit的代谢产生草酰乙酸(OAA)和a-酮戊二酸(KGA)。随后对这些代谢物通过转氨作用生成[3,4-13C]谷氨酸(Glu),[2-13C]天冬氨酸(Asp)和[2-13C]天冬酰胺(Asn)。蚕豆离体叶片HCHO吸收曲线与蚕豆根的吸收曲线类似,也呈现前期慢后期快的吸收模式,主要驱动力为叶片HCHO代谢。蚕豆离体叶片中HCHO代谢的主要产物包括甲酸(FA)、CO2、[2,4-13C]Cit、[2,3-13C]Su、[2-13C]苹果酸(Mal)、[3-13C]丝氨酸(Ser)和[2-13C]甘氨酸(Gly),其中[2,4-13C]Cit产量占总代谢物量的51%。ICL活性受到高浓度甲醇诱导,变化模式与[2,4-13C]Cit产量变化模式一致。CSA预处理使[2,4-13C]Cit、[2-13C]Mal和[2,3-13C]Su信号峰增强,这些证据说明乙醛酸途径和TCA循环协同作用在蚕豆离体叶片的HCHO同化过程中发挥重要作用。基于上述实验结果阐明了蚕豆离体叶片中HCHO代谢途径:H13CHO首先通过Serine途径产生[3-13C]Ser。然后[13C]Ser在丝氨酸脱水酶作用下脱氨基生成[13C]丙酮酸,[13C]丙酮酸经丙酮酸脱氢酶(PDH)氧化脱羧生成[13C]乙酰辅酶A进入乙醛酸循环代谢。在乙醛酸循环内,[13C]乙酰辅酶A与草酰乙酸(OAA)通过亲核加成反应生成[2,4-13C]Cit。[2,4-13C]Cit在乌头酸酶作用下,异构为[2-13C]Icit。[2-13C]Icit经脱羧、还原、裂解等反应生成[2,3-13C]Su和[2-13C]乙醛酸。[2,3-13C]Su进入线粒体参与TCA循环代谢产生草酰乙酸(OAA)和a-酮戊二酸(KGA)。蚕豆离体根和叶片HCHO代谢机制的相同之处在于:(1)在离体叶片和根中HCHO均能够被氧化生成HCOOH,HCOOH可以继续氧化生成CO2或缩合生成乙醛酸。部分乙醛酸进入乙醛酸途径代谢,另一部分乙醛酸进入过氧化物酶体反应生成Gly,Gly进入线粒体生成Ser;(2)在离体根和叶片中[2,4-13C]Cit都是HCHO代谢的标志性产物;(3)在离体叶片和根中均有糖酵解反应发生,游离糖浓度持续降低。蚕豆离体根和叶片HCHO代谢机制的不同之处在于:(1)离体叶片可以通过Serine途径同化HCHO;(2)在离体叶片中部分HCOOH可以生成OAA,OAA进入TCA循环参与代谢;(3)CSA预处理实验表明离体根中[2,4-13C]Cit的产生定位在TCA循环,而叶片中[2,4-13C]Cit的产生定位在乙醛酸循环;(4)在离体叶片中Cys产量增加,而在离体根中Cys产量减少。蚕豆植株吸收HCHO溶液的动力曲线与离体根和叶片吸收情况相似,均为前期慢,后期快的吸收模式。蚕豆植株具有“水-植物-空气”循环系统,能够将根部液体HCHO转移到叶际的空气中,叶际HCHO气体浓度与叶片的蒸腾作用高度相关。蚕豆植株吸收液体或气体HCHO后,均在根茎叶各部分累积,根部累积浓度最高,叶片次之,茎最低。蚕豆植株同化气体HCHO的代谢产物包括Cit、Glu、FA、Asn、Asp和Su等化合物。蚕豆植株叶片和根部HCHO代谢途径与离体根和叶片HCHO代谢途径相似,乙醛酸途径和TCA循环发挥主要作用,[2,4-13C]Cit是标志性代谢产物。蚕豆植株与离体根和叶片HCHO代谢机制不同之处在于:(1)离体根和叶片代谢HCHO过程中有HCO3-产生,而蚕豆植株代谢HCHO过程中没有HCO3-产生;(2)离体根代谢HCHO过程中[2-C13]Cys的产量降低,而蚕豆植株在代谢过程中[2-C13]Cys产量增加;(3)离体根和叶片代谢HCHO过程中游离糖产量持续减少,而在蚕豆植株代谢HCHO过程中有糖异生作用出现,游离糖的产量增加。蚕豆植株茎部也能够代谢HCHO,其代谢途径与叶片代谢HCHO途径相似。蚕豆植株根部HCHO代谢能力最强,叶片次之,茎最弱。影响蚕豆植株吸收HCHO效率的因素包括植株重量、处理液浓度、处理液体积和处理时间等,单因素实验表明,处理液体积增加总体吸收率呈下降趋势;鲜重增加,吸收率总体上升。采用中心组合模型对蚕豆植株吸收HCHO的处理液浓度、体积和植物鲜重等三个因素水平进行优化,发现处理液体积和浓度之间交互作用显着,固定处理液浓度,处理液体积增加HCHO吸收率降低;植株鲜重和处理液体积之间交互作用显着,固定植株鲜重,处理液体积升高HCHO吸收率降低。本研究探索出最优因素水平:处理液浓度0.099mM、处理液体积0.248L和植株鲜重85.5g,实际HCHO吸收率达到88.91%,比未优化前提高21.11%,接近于模型预测最高值。根据曲面响应实验结果,设计实际应用级别的悬浮式反应器。考察蚕豆植株鲜重、水体积和空气流速、污染物浓度等因素对反应器净化实际环境HCHO污染效率的影响,发现HCHO净化率随植株鲜重增加而升高;增加反应器中水体积导致HCHO净化率下降;空气流速加大,HCHO净化率上升。在HCHO浓度为1.1mg/m3的实验空间(53m3),反应器连续运行7d,HCHO平均净化率达到41.6%,净化能力为0.15 mg.m-3.h-1。
张佳[10](2019)在《干旱锻炼提高小麦耐旱性的气孔响应机制》文中提出干旱是限制小麦生长与产量稳定的主要逆境因子。越来越多的研究表明小麦生育前期的干旱锻炼可以有效缓解其对生育后期干旱胁迫的耐性,是小麦生产主动应对干旱胁迫的策略之一。在干旱胁迫下,与未经干旱锻炼植株相比,经过干旱锻炼植株表现出较高的气孔导度,从而更好的适应干旱胁迫,但干旱锻炼对气孔运动的调控机制尚不清楚。脱落酸(ABA)、过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)是参与调控植物气孔运动的重要信号物质,但其在调控小麦气孔响应干旱锻炼过程的调控关系尚不清楚。因此,本研究以扬麦16(干旱锻炼敏感型)和苏麦188(干旱锻炼迟钝型)为材料,首先明确ABA、H2O2和NO在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的作用及其调控机制;其次,明确这些信号物质在干旱锻炼提高小麦耐旱性中的气孔响应机制。试验方案如下:(1)在四叶一心期和六叶一心期进行喷施外源ABA、H2O2和NO抑制剂及清除剂的预处理,2d后进行干旱锻炼(土壤水势-0.3Mpa~-0.4Mpa),处理时间3d,在灌浆期(开花后7d)进行重度干旱胁迫(-0.8Mpa~-1Mpa),处理时间5d,处理结束后立即复水,研究ABA、H2O2、NO在干旱锻炼诱导小麦耐旱性中的调控作用及生理机制;(2)在三叶一心期进行干旱锻炼(10%PEG6000 水势:-0.58MPa),恢复 1 0d 后进行干旱胁迫(20%PEG-6000 水势:-0.96MPa),研究干旱锻炼提高小麦耐旱性的气孔响应机制。主要研究结果如下:1.ABA和H2O2在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的作用及其生理机制灌浆期干旱胁迫会导致小麦千粒重和产量的降低,水势下降,植株干物质积累减少,光合速率和气孔导度的显着降低;与未经过干旱锻炼的植株(CD)相比,前期干旱锻炼后再胁迫处理(PD)通过上调9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶基因NCED1、醛氧化酶基因AO1、AO2以及NAD(P)H氧化酶的编码基因RBOH的表达进而显着提高小麦叶片的ABA和NO含量;并且锻炼处理显着上调△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶的编码基因P5CS和甜菜碱醛脱氢酶的编码基因BADH表达量,下调脯氨酸分解相关丙酮酸脱氢酶编码基因PDH的表达量提高小麦叶片渗透调节物质含量,来增强植株耐旱性。进一步对干旱锻炼过程进行分析,发现干旱锻炼降低小麦的叶片水势、地上部生物量和光合能力,同时上调了脯氨酸合成相关基因P5CS和甜菜碱相关合成BADH和下调脯氨酸分解相关基因PDH的表达量,增加了其叶片渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸和甜菜碱的含量;并且干旱锻炼显着诱导了叶片ABA和H2O2的产生,这与ABA合成关键基因NCED1、AO1、AO2以及NAD(P)H氧化酶合成基因RBOH的上调表达有关;抑制ABA和H2O2的产生部分加剧了干旱锻炼引起的伤害,降低了干旱锻炼引起的渗透调节物质的增加和合成相关基因P5CS和BADH的上调,抑制ABA会显着降低叶片ABA和H2O2含量,但抑制H2O2对叶片ABA含量无显着影响;并且抑制ABA后干旱胁迫对小麦没有显着锻炼效应。综上,ABA和H2O2在干旱锻炼诱导小麦耐旱性中发挥重要作用,H2O2主要通过质膜上NADPH氧化酶产生,且ABA在H2O2信号上游发挥作用,调控下游渗透调控能力,气孔运动和光合能力等增强干旱胁迫下小麦耐旱性。2.NO在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的作用及其生理机制干旱锻炼下,外源喷施NO清除剂c-PTIO、硝酸还原酶(NR)抑制剂Tungstate和一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L-NAME处理均显着降低了小麦叶片的NO含量,但未显着降低小麦叶片的ABA含量和H2O2含量。与干旱锻炼处理(P)相比,抑制干旱锻炼过程中NO进一步降低小麦的叶片水势、地上部生物量和光合能力,同时降低了干旱锻炼引起的小麦叶片渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸和甜菜碱含量的增加,加剧了干旱锻炼引起的损伤。干旱胁迫后,与未锻炼处理相比,经锻炼处理的小麦叶片ABA和NO显着升高,H2O2含量显着降低;光合能力和渗透调节能力显着提高,显着降低了直接胁迫处理引起的产量下降;同时NO清除剂、NR和NOS抑制剂处理后干旱锻炼的缓解效果明显降低,通过进一步降低小麦产量、光合速率、气孔导度、下调渗透调节相关基因P5CS和BADH的表达影响小麦渗透调节进而调控其耐旱性的获得。综上,NO在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中具有重要作用。在干旱锻炼诱导小麦的耐旱性中,NO在H2O2下游起作用,并且NR和NOS都参与小麦叶片NO合成。3.干旱锻炼提高小麦耐旱性的气孔响应机制干旱锻炼后对气孔的动态观察表明,在0.5h干旱锻炼后和未经过干旱锻炼的幼苗气孔开度表现出显着差异,因此在干旱锻炼0.5 h取样分析气孔对干旱锻炼的响应机制。主要研究结果表明,干旱锻炼显着降低小麦的气孔开度,通过激光共聚焦发现干旱锻炼后保卫细胞中积累了大量的H2O2和NO,对保卫细胞进行激光显微切割及基因表达分析表明:参与保卫细胞气孔调控的快速阴离子通道编码基因QUAC1和慢速阴离子通道编码基因SLAC1的表达量显着上调。抑制干旱锻炼过程中ABA、H2O2和NO后显着减缓干旱锻炼引起的气孔开度的降低;且抑制干旱锻炼过程中ABA和H2O2都导致保卫细胞H2O2含量下降、慢速阴离子通道的编码基因SLAC1的表达量显着下调,但抑制NO后对H2O2积累并没有较大的影响;抑制干旱锻炼过程中ABA、H2O2和NO后保卫细胞NO含量都显着下降。锻炼处理(PD)显着降低保卫细胞的H2O2含量,提高NO含量,显着上调参与气孔调控关键的阴离子通道编码基因QUAC1和SLAC1的表达量,最终导致气孔开度显着降低。以上结果表明干旱锻炼0.5h后会显着诱导气孔部分关闭,但气孔关闭并没有降低光合速率,从而能减少蒸腾,维持植株水势,这可能是一种适应保护机制。
二、水分胁迫对蚕豆(Vicia faba L.)光合作用及产量的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水分胁迫对蚕豆(Vicia faba L.)光合作用及产量的影响(论文提纲范文)
(1)麦类作物对水氮胁迫及高CO2浓度响应的生理生化机制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 水氮胁迫对作物生理特性影响的研究进展 |
1.2.2 水氮互作对作物生长及产量影响的研究进展 |
1.2.3 水分、氮素及CO_2浓度对作物气孔运动影响的研究进展 |
1.2.4 ABA诱导气孔关闭机制的研究进展 |
1.2.5 高CO_2浓度对作物生理生化影响的研究进展 |
1.2.6 高CO_2浓度对作物养分吸收及产量影响的研究进展 |
1.3 存在问题 |
1.4 研究目标与内容 |
1.5 技术路线 |
第二章 水氮胁迫对燕麦生理生化和水氮利用效率的影响 |
2.1 研究方法 |
2.1.1 供试材料 |
2.1.2 试验设计 |
2.1.3 测定指标与方法 |
2.1.4 数据处理 |
2.2 水氮胁迫下土壤水分、根水势和叶水势的变化 |
2.3 水氮胁迫对燕麦叶片气体交换参数及叶绿素含量的影响 |
2.4 水氮胁迫对燕麦植株内源激素水平的影响 |
2.5 水氮胁迫对燕麦水分利用效率的影响 |
2.6 水氮胁迫对燕麦氮肥利用效率的影响 |
2.7 讨论与小结 |
2.7.1 讨论 |
2.7.2 小结 |
第三章 干旱胁迫对大麦苗期叶片气孔运动的调控机制 |
3.1 试验方法 |
3.1.1 试验设计 |
3.1.2 测定指标与方法 |
3.1.3 数据处理 |
3.2 叶片气体交换参数 |
3.3 叶水势和根水势 |
3.4 叶片组织中植物激素的浓度 |
3.5 短期PEG胁迫下保卫细胞和叶肉细胞的Ca~(2+)、H~+和K~+净流量 |
3.6 长期PEG胁迫下保卫细胞和叶肉细胞的Ca~(2+)、H~+和K~+净流量 |
3.7 讨论与小结 |
3.7.1 讨论 |
3.7.2 小结 |
第四章 水氮胁迫对大麦生理特性及叶片蛋白组学变化的影响 |
4.1 试验方法 |
4.1.1 试验设计 |
4.1.2 测定指标与方法 |
4.1.3 数据处理 |
4.2 叶片气体交换参数 |
4.3 叶水势和根水势 |
4.4 叶片组织激素浓度 |
4.5 水氮胁迫下保卫细胞和叶肉细胞的Ca~(2+)、H~+和K~+净流量 |
4.5.1 水氮胁迫12h后,保卫细胞和叶肉细胞的Ca~(2+)、H~+和K~+净流量 |
4.5.2 水氮胁迫72h后,保卫细胞和叶肉细胞的Ca~(2+)、H~+和 K~+净流量 |
4.6 大麦叶片蛋白组学变化 |
4.6.1 两种基因型大麦中鉴定的蛋白概述 |
4.6.2 两种基因型大麦不同水氮处理下的差异蛋白鉴定 |
4.6.3 两种基因型大麦叶片差异蛋白功能分类 |
4.7 讨论与小结 |
4.7.1 讨论 |
4.7.2 小结 |
第五章 水氮耦合与高CO_2对大麦水分利用效率与氮素吸收的影响 |
5.1 试验方法 |
5.1.1 试验设计 |
5.1.2 灌溉处理 |
5.1.3 测定指标与方法 |
5.1.4 数据处理 |
5.2 土壤水分变化 |
5.3 叶片气体交换参数 |
5.4 叶水势和叶片脱落酸浓度 |
5.5 地上部干生物量、根系干生物量、根冠比、植物耗水量和植株水平水分利用效率 |
5.6 大麦分蘖数、穗数、小穗数和籽粒数 |
5.7 大麦百粒重、产量、收获指数和产量水平的水分利用效率 |
5.8 N/~(15)N吸收、~(15)N分配和~(15)N回收率 |
5.9 讨论与小结 |
5.9.1 讨论 |
5.9.2 小结 |
第六章 水氮耦合与高CO_2对大麦碳氮比及籽粒矿质营养的影响 |
6.1 试验方法 |
6.1.1 试验设计 |
6.1.2 灌溉处理 |
6.1.3 测定指标与方法 |
6.1.4 数据处理 |
6.2 大麦植株根茎叶籽粒C和N含量及积累量 |
6.2.1 大麦植株根茎叶籽粒C含量及积累量 |
6.2.2 大麦植株根茎叶籽粒N含量及积累量 |
6.2.3 大麦植株根茎叶籽粒~(15)N含量及积累量 |
6.3 大麦植株根茎叶籽粒C/N比 |
6.4 大麦籽粒矿质元素含量及积累量 |
6.4.1 大麦籽粒大量元素含量 |
6.4.2 大麦籽粒微量元素含量 |
6.4.3 大麦籽粒大量元素积累量 |
6.4.4 大麦籽粒微量元素积累量 |
6.5 讨论与小结 |
6.5.1 讨论 |
6.5.2 小结 |
第七章 结论与建议 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 不足与建议 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(2)蚕豆耐盐种质资源筛选与抗盐基因的克隆及表达分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 土壤盐渍化现状 |
1.2 盐胁迫对植物的危害 |
1.2.1 盐胁迫影响植物生长 |
1.2.2 盐胁迫影响植物生理反应 |
1.3 植物的耐盐机制 |
1.3.1 盐胁迫下植物的渗透调节 |
1.3.2 盐胁迫下植物的抗氧化调节 |
1.3.3 盐胁迫下植物的离子调节 |
1.4 蚕豆种质资源研究现状及其耐盐方面的研究进展 |
1.4.1 蚕豆种质资源研究现状 |
1.4.2 蚕豆耐盐性方面的研究进展 |
1.5 本研究的目的与意义 |
第二章 蚕豆抗盐性种质资源筛选与评价 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验仪器与试剂 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 蚕豆耐盐种质资源的初筛 |
2.3.2 初筛获得的蚕豆种质资源的耐盐性评价 |
2.3.3 盐胁迫下耐盐种质资源的生理指标测定 |
2.4 数据处理 |
2.5 结果与分析 |
2.5.1 蚕豆耐盐种质资源初筛结果分析 |
2.5.2 蚕豆萌发期、幼苗期耐盐性鉴定的最适盐浓度分析 |
2.5.3 盐胁迫对蚕豆种质资源萌发期各指标的影响 |
2.5.4 31 份蚕豆种质资源耐盐性评价 |
2.5.5 盐胁迫对耐盐种质资源的生理指标影响 |
2.6 讨论与结论 |
第三章 蚕豆抗盐基因克隆与生物信息学分析 |
3.1 实验材料 |
3.2 实验试剂与仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 蚕豆叶片总RNA提取及cDNA合成 |
3.3.2 克隆蚕豆抗盐基因引物的合成 |
3.3.3 蚕豆VfNHX1 基因的RACE克隆 |
3.3.4 蚕豆VFNHX1和VfHKT1;1 基因的cDNA扩增 |
3.3.5 蚕豆VfNHX1和VFHKT1;1 基因核苷酸序列分析 |
3.3.6 蚕豆VfNHX1和VfHKT1;1 基因的生物信息学分析 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 RNA提取及cDNA的合成 |
3.4.2 蚕豆VfNHX1 基因的RACE克隆 |
3.4.3 蚕豆VfNHX1和VfHKT1;1 基因的cDNA扩增 |
3.4.4 蚕豆VfNHX1和VfHKT1;1 基因的cDNA全长序列分析 |
3.4.5 蚕豆VfNHX1、VfHKT1;1 基因的生物信息学分析 |
3.5 讨论与结论 |
第四章 蚕豆抗盐基因的表达分析 |
4.1 实验材料 |
4.2 主要试剂及仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 材料培养 |
4.3.2 RNA提取及cDNA合成 |
4.3.3 实时荧光定量PCR |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 蚕豆VfNHX1和VfHKT1;1 基因的表达分析 |
4.5 讨论与结论 |
第五章 全文总结 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简历 |
(3)外源硅缓解CA诱导的黄瓜自毒胁迫的生理与分子机制(论文提纲范文)
摘要 |
SUMMARY |
第一章 文献综述 |
1.1 自毒作用的概念与作用机理 |
1.1.1 自毒作用的概念 |
1.1.2 自毒作用的作用机理 |
1.2 自毒作用的缓解途径 |
1.2.1 外源物质对自毒作用的缓解 |
1.2.2 耕作制度及合理施肥对自毒作用的缓解 |
1.2.3 降解菌对自毒作用的缓解 |
1.3 硅及其生理作用 |
1.3.1 硅的存在形式及分布 |
1.3.2 硅的吸收和转运 |
1.3.3 硅缓解植物生物胁迫研究进展 |
1.3.4 硅缓解植物非生物胁迫研究进展 |
1.4 转录组测序在非生物胁迫作用中的应用分析 |
1.4.1 转录组学的概念和转录组测序的研究方法 |
1.4.2 转录组学在植物非生物胁迫响应中的应用 |
1.4.3 外源硅对植物逆境下转录组测序研究进展 |
1.5 本研究的目的、意义和研究内容 |
1.5.1 研究目的及意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.6 技术路线 |
第二章 外源硅对自毒胁迫下黄瓜幼苗形态的影响 |
2.1 试验材料与方法 |
2.1.1 试验材料的培养 |
2.1.2 试验设计 |
2.1.3 测定指标及方法 |
2.1.4 数据分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 不同浓度CA对黄瓜幼苗生长的影响 |
2.2.2 不同浓度Si对CA胁迫下黄瓜幼苗生长的影响 |
2.2.3 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗株高、茎粗和叶面积的影响 |
2.2.4 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗生物量积累的影响 |
2.2.5 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗根系形态的影响 |
2.3 讨论 |
第三章 外源硅对自毒胁迫下黄瓜幼苗碳代谢的影响 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 供试品种 |
3.1.2 材料处理及生长环境条件 |
3.1.3 测定指标及方法 |
3.1.4 数据分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 Si对CA胁迫下黄瓜叶片叶绿素含量的影响 |
3.2.2 Si对CA胁迫下黄瓜叶片光合作用关键酶的影响 |
3.2.3 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响 |
3.2.4 Si对CA胁迫下黄瓜叶片果糖、葡萄糖、蔗糖和淀粉含量的影响 |
3.2.5 Si对CA胁迫下黄瓜根系果糖、葡萄糖、蔗糖和淀粉含量的影响 |
3.2.6 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系SPS和 SS活性的影响 |
3.2.7 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系AI和 NI活性的影响 |
3.3 讨论 |
第四章 外源硅对自毒胁迫下黄瓜幼苗抗氧化系统的影响 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 供试品种 |
4.1.2 试验设计与方法 |
4.1.3 测定指标及方法 |
4.1.4 数据分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系中O_2~(·-)及H_2O_2含量的影响 |
4.2.2 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系As A、DHA、GSH和 GSSG含量的影响 |
4.2.3 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系中As A/DHA和 GSH/GSSG的影响 |
4.2.4 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系APX、MDHAR和 AAO活性的影响 |
4.2.5 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系GR、DHAR和 GST活性的影响 |
4.3 讨论 |
第五章 外源硅对自毒胁迫下黄瓜幼苗氮代谢的影响 |
5.1 材料和方法 |
5.1.1 供试品种 |
5.1.2 材料处理及生长环境条件 |
5.1.3 测定指标及方法 |
5.1.4 数据分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系NR活性的影响 |
5.2.2 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系NiR活性的影响 |
5.2.3 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系GS活性的影响 |
5.2.4 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系GOGAT活性的影响 |
5.2.5 Si对 CA胁迫下黄瓜叶片和根系GOGAT活性的影响 |
5.3 讨论 |
第六章 外源硅对自毒胁迫下黄瓜幼苗水分代谢和离子吸收的影响 |
6.1 材料和方法 |
6.1.1 供试品种 |
6.1.2 材料处理及生长环境条件 |
6.1.3 测定指标及方法 |
6.1.4 数据分析 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗叶片水分状况的影响 |
6.2.2 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗叶片水势的影响 |
6.2.3 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗叶片汁液浓度的影响 |
6.2.4 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗大量元素含量的影响 |
6.2.5 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗中量元素含量的影响 |
6.2.6 Si对CA胁迫下黄瓜幼苗微量元素含量的影响 |
6.3 讨论 |
第七章 外源硅对自毒胁迫黄瓜幼苗转录组的影响 |
7.1 材料和方法 |
7.1.1 供试品种 |
7.1.2 材料处理及生长环境条件 |
7.1.3 样品制备和测序 |
7.1.4 RNA提取和纯化 |
7.1.5 RNA样本的质量检测 |
7.1.6 cDNA文库建立和测序 |
7.1.7 测序数据处理 |
7.1.8 Gene Ontology(GO)功能显着性富集分析 |
7.1.9 差异基因Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)富集分析 |
7.1.10 差异基因表达的Heatmap图 |
7.1.11 实时荧光定量PCR验证 |
7.2 结果与分析 |
7.2.1 黄瓜叶片测序质量 |
7.2.2 黄瓜叶片差异表达基因(Differentially express gene,DEG)的鉴定 |
7.2.3 差异表达基因GO的富集分析 |
7.2.4 差异表达基因KEGG分析 |
7.2.5 黄瓜叶片差异表达基因及其功能注释 |
7.2.6 黄瓜叶片qRT-PCR验证RNA-seq结果 |
7.2.8 黄瓜根系测序质量 |
7.2.9 黄瓜根系差异表达基因(Differentially express gene,DEG)的鉴定 |
7.2.10 黄瓜根系差异表达基因GO富集分析 |
7.2.11 黄瓜根系差异表达基因KEGG分析 |
7.2.12 黄瓜根系差异表达基因及其功能注释 |
7.2.13 黄瓜根系qRT-PCR验证RNA-seq结果 |
7.3 讨论 |
第八章 全文结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
在读期间发表论文和研究成果等 |
导师简介 |
(4)紫花苜蓿/禾本科牧草间作优势及其氮高效机理和土壤微生态效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
SUMMARY |
第一章 文献综述 |
1 研究背景及意义 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
2 间作中作物的生产力 |
3 间作中的光能利用 |
4 间作中的养分竞争 |
5 豆/禾间作下的氮代谢特性及分子调控 |
6 豆/禾间作下的根系形态及生理响应 |
7 豆/禾间作下的结瘤固氮特性及固氮机制 |
8 豆/禾间作的土壤生态效应 |
9 牧草生产及其研究现状 |
10 研究内容及技术路线 |
10.1 研究内容 |
10.2 技术路线 |
第二章 紫花苜蓿/禾本科牧草间作下生产性能及营养品质 |
1 材料与方法 |
1.1 试验地基本概况 |
1.2 供试材料 |
1.3 试验设计 |
1.4 测定指标及方法 |
1.5 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 生产性能 |
2.1.1 单位面积干草产量及蛋白产量 |
2.1.2 群体干草产量及蛋白产量 |
2.2 营养品质 |
2.3 土地利用率 |
3 讨论与结论 |
第三章 间作对紫花苜蓿与禾本科牧草光合特性及碳代谢特征的影响 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料与设计 |
1.2 测定方法 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 间作下紫花苜蓿与4种禾本科牧草的光合特性 |
2.1.1 气体交换参数 |
2.1.2 光能利用率 |
2.2 间作下紫花苜蓿与4种禾本科牧草的叶绿素含量 |
2.3 间作下紫花苜蓿与4种禾本科牧草的碳代谢酶 |
2.3.1 RuBPCase羧化酶 |
2.3.2 蔗糖磷酸合成酶 |
2.3.3 蔗糖合成酶 |
2.4 间作下紫花苜蓿与4种禾本科牧草的碳水化合物含量 |
3 讨论与结论 |
第四章 紫花苜蓿/禾本科牧草间作下的养分吸收利用及竞争特性 |
1 材料与方法 |
1.1 供试材料 |
1.2 试验设计 |
1.3 测定指标及方法 |
2 结果与分析 |
2.1 氮吸收利用及竞争特性 |
2.1.1 连续间作下植株体内氮含量的年际变化 |
2.1.2 模拟间作下植株体内氮含量与氮积累量的变化 |
2.1.3 不同根系互作下的氮素的竞争 |
2.2 磷吸收利用及竞争特性 |
2.2.1 连续间作下植株体内磷含量的年际变化 |
2.2.2 模拟间作下植株体内磷含量与磷积累量的变化 |
2.2.3 不同根系互作下的磷素的竞争 |
2.3 钾吸收利用及竞争特性 |
2.3.1 连续间作下植株体内钾含量的年际变化 |
2.3.2 模拟间作下植株体内钾含量与钾积累量的变化 |
2.3.3 不同根系互作下的钾素的竞争 |
2.4 连续间作下的养分竞争比率 |
3 讨论与结论 |
第五章 紫花苜蓿/禾本科牧草间作下的氮代谢特征及其分子机理 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料与设计 |
1.2 测定方法 |
1.2.1 氮代谢关键酶活性 |
1.2.2 氮代谢关键酶基因表达 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 硝酸还原酶(NR)活性 |
2.1.1 紫花苜蓿和4种禾本科牧草体内NR活性的年际变化 |
2.1.2 紫花苜蓿和禾本科牧草体内NR活性对互作强度的响应 |
2.2 亚硝酸还原酶(NiR)活性 |
2.2.1 紫花苜蓿和4种禾本科牧草体内NiR活性的年际变化 |
2.2.2 紫花苜蓿和禾本科牧草体内NiR活性对互作强度的响应 |
2.3 谷氨酰胺合成酶(GS)活性 |
2.3.1 紫花苜蓿和4种禾本科牧草体内GS活性的年际变化 |
2.3.2 紫花苜蓿和禾本科牧草体内GS活性对互作强度的响应 |
2.4 谷氨酸合酶(GOGAT)活性 |
2.4.1 紫花苜蓿和4种禾本科牧草体内GOGAT活性的年际变化 |
2.4.2 紫花苜蓿和禾本科牧草体内GS活性对互作强度的响应 |
2.5 紫花苜蓿与禾本科牧草氮代谢关键酶相关基因表达 |
2.5.1 NR相关基因的表达 |
2.5.2 NiR相关基因的表达 |
2.5.3 GS相关基因的表达 |
2.5.4 GOGAT相关基因的表达 |
3 讨论与结论 |
第六章 不同根系互作方式下紫花苜蓿与4种禾本科牧草的根系特征 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料与设计 |
1.2 测定方法 |
1.2.1 根系形态指标 |
1.2.2 生理指标 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 连续间作下根重的年际变化 |
2.2 不同根系互作下的根重 |
2.3 不同根系互作下的根系形态 |
2.3.1 总根长 |
2.3.2 根表面积 |
2.3.3 根平均直径 |
2.3.4 根体积 |
2.4 不同根系互作下的根系活性 |
3 讨论与结论 |
第七章 紫花苜蓿与禾本科牧草不同根系互作方式下结瘤固氮特性及其调控机理 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料与设计 |
1.2 测定方法 |
1.2.2 黄酮含量及积累量 |
1.2.3 相关基因的表达 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 紫花苜蓿的根瘤数 |
2.1.1 连续间作下紫花苜蓿根瘤数的年际变化 |
2.1.2 不同根系互作下紫花苜蓿的根瘤重 |
2.2 紫花苜蓿的根瘤重 |
2.2.1 连续间作下紫花苜蓿根瘤重的年际变化 |
2.2.2 不同根系互作下紫花苜蓿的根瘤重 |
2.3 紫花苜蓿的固氮酶活性及单株固氮潜力 |
2.3.1 连续间作下紫花苜蓿固氮酶活性及单株固氮潜力的年际变化 |
2.3.2 不同根系互作下紫花苜蓿的固氮酶活性及单株固氮潜力 |
2.4 不同根系互作下紫花苜蓿的氮积累 |
2.5 不同根系互作下紫花苜蓿的异黄酮含量 |
2.6 不同根系互作下紫花苜蓿的结瘤相关基因表达 |
2.7 异黄酮与结瘤固氮的相关性 |
2.8 结瘤固氮各因素与氮积累的相关性 |
3 讨论与结论 |
第八章 紫花苜蓿/禾本科牧草间作的土壤微生态效应 |
1 材料与方法 |
1.1 试验设计 |
1.2 测定方法 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 间作对根际土壤养分特征的影响 |
2.2 间作对根际土壤酶活性的影响 |
2.3 间作对根际土壤微生物特征的影响 |
2.4 间作对根际土壤细菌群落结构特征的影响 |
2.4.1 多样性指数分析 |
2.4.2 门水平下的群落特征 |
2.5 根际土壤养分、土壤酶活性、微生物数量和细菌门丰度的相关性 |
3 讨论与结论 |
第九章 结论 |
1 结论 |
2 创新点 |
3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
导师简介 |
(5)基质栽培黄瓜生长生理、产量及品质对不同灌水下限的响应(论文提纲范文)
摘要 |
Summary |
第一章 文献综述 |
1.1 黄瓜的起源与发展现状 |
1.2 我国土地荒漠化现状及戈壁农业的发展 |
1.3 设施园艺及无土栽培的发展现状 |
1.3.1 国外设施园艺发展现状 |
1.3.2 我国设施园艺发展现状 |
1.3.3 基质栽培的概念及发展现状 |
1.3.4 水培的概念及发展现状 |
1.4 国内外蔬菜抗旱性及节水灌溉研究进展 |
1.4.1 国外蔬菜抗旱性及节水灌溉研究进展 |
1.4.2 我国蔬菜抗旱性及节水灌溉研究进展 |
1.5 立题依据及目的意义 |
第二章 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设计 |
2.3 测定指标及方法 |
2.3.1 植株生长指标的测定 |
2.3.2 叶片水分状况的测定 |
2.3.3 丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量及抗氧化酶活性的测定 |
2.3.4 叶片荧光参数的测定 |
2.3.5 叶片光合参数的测定 |
2.3.6 产量指标的测定 |
2.3.7 品质指标的测定 |
2.4 数据分析 |
第三章 结果与分析 |
3.1 不同灌水下限对基质栽培黄瓜生长的影响 |
3.1.1 不同灌水下限对基质栽培黄瓜株高、茎粗和叶面积的影响 |
3.1.2 不同灌水下限对基质栽培黄瓜干物质分配的影响 |
3.2 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片水分状况的影响 |
3.3 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片抗氧化系统的影响 |
3.3.1 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片丙二醛和脯氨酸含量的影响 |
3.3.2 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片抗氧化酶活性的影响 |
3.4 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片荧光特性的影响 |
3.5 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片光合特性的影响 |
3.5.1 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片光合色素含量的影响 |
3.5.2 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片光合日变化的影响 |
3.5.3 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片WUEi和 Ls的影响 |
3.6 不同灌水下限对基质栽培黄瓜产量及水分利用率的影响 |
3.7 不同灌水下限对基质栽培黄瓜品质的影响 |
3.7.1 不同灌水下限对基质栽培黄瓜果实外观品质的影响 |
3.7.2 不同灌水下限对基质栽培黄瓜果实营养品质的影响 |
3.7.3 不同灌水下限对基质栽培黄瓜果实矿质元素含量的影响 |
3.8 不同灌水下限对基质栽培黄瓜生长产量品质的综合评价 |
3.8.1 主成分分析的特征值及方差贡献率 |
3.8.2 主成分分析的综合得分 |
第四章 讨论 |
4.1 不同灌水下限对基质栽培黄瓜生长及干物质分配的影响 |
4.2 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片水分状况及抗氧化系统的影响 |
4.3 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片荧光特性的影响 |
4.4 不同灌水下限对基质栽培黄瓜叶片光合特性的影响 |
4.5 不同灌水下限对基质栽培黄瓜产量及水分利用率的影响 |
4.6 不同灌水下限对基质栽培黄瓜品质的影响 |
4.7 不同灌水下限对基质栽培黄瓜生长产量品质的综合评价 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
在读期间发表论文和研究成果等 |
导师简介 |
(6)基于转录组分析揭示一氧化氮调控紫花苜蓿响应干旱胁迫的机理(论文提纲范文)
摘要 |
SUMMARY |
缩略词表 |
第一章 文献综述与立题依据 |
1 紫花苜蓿抗旱研究进展 |
1.1 紫花苜蓿重要性及面临问题 |
1.2 紫花苜蓿对干旱胁迫的响应 |
1.2.1 紫花苜蓿应答干旱胁迫的萌发特性 |
1.2.2 紫花苜蓿应答干旱胁迫的形态特征 |
1.2.3 紫花苜蓿应答干旱胁迫的光合特性及光合碳同化响应 |
1.2.4 紫花苜蓿应答干旱胁迫的响应机制研究 |
2 一氧化氮在植物中的研究 |
2.1 植物体内NO的生物合成 |
2.1.1 氧化途径 |
2.1.2 还原途径 |
2.2 NO对植物生长发育的调控 |
2.2.1 种子萌发 |
2.2.2 幼苗的生长发育 |
2.3 NO调控植物抗旱性的研究进展 |
3 转录组学技术在研究苜蓿抗逆机理中的应用 |
3.1 转录组学的概述 |
3.2 转录组测序技术在苜蓿抗逆研究中的应用进展 |
4 本研究的目的与意义 |
5 研究内容与技术路线 |
5.1 研究内容 |
5.2 技术路线 |
第二章 外源NO对不同品种紫花苜蓿萌发期抗旱性影响的比较分析 |
前言 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料与处理 |
1.2 测定指标与方法 |
1.3 数据统计与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 SNP溶液浸种对PEG胁迫下紫花苜蓿种子MDA含量的影响 |
2.2 SNP浸种对PEG胁迫下紫花苜蓿种子渗透调节物质含量的影响 |
2.3 SNP浸种对PEG胁迫下紫花苜蓿种子抗氧化酶活性的影响 |
2.3.1 SOD活性 |
2.3.2 POD活性 |
2.3.3 CAT活性 |
2.3.4 APX活性 |
2.4 不同处理及不同PEG胁迫时间对3品种紫花苜蓿抗性的影响 |
2.5 SNP浸种对PEG胁迫下不同品种紫花苜蓿调控效应综合评价 |
3 讨论 |
4 小结 |
第三章 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿萌发生长及抗氧化能力的影响 |
前言 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 实验设计及处理 |
1.2.1 萌发期试验 |
1.2.2 幼苗期试验 |
1.3 测定指标及方法 |
1.3.1 种子萌发指标的测定 |
1.3.2 生长指标的测定 |
1.3.3 生理指标的测定 |
2 结果与分析 |
2.1 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及芽苗生长的影响 |
2.2 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗生长的影响 |
2.3 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿活性氧积累及MDA含量的影响 |
2.4 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环的影响 |
3 讨论 |
4 小结 |
第四章 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿碳同化及碳代谢的影响 |
前言 |
1 试验材料与方法 |
1.1 供试材料与实验设计 |
1.2 测定指标与方法 |
1.2.1 碳同化关键酶活性测定 |
1.2.2 三羧酸循环关键酶活性的测定 |
1.2.3 碳代谢产物含量测定 |
2 结果与分析 |
2.1 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿碳同化关键酶活性的的影响 |
2.2 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿三羧酸循环关键酶活性的影响 |
2.3 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿柠檬酸和氨基酸含量的影响 |
3 讨论 |
4 小结 |
第五章 NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿萌发期芽苗的转录组分析 |
前言 |
1 材料与方法 |
1.1 供试材料与试验设计 |
1.2 RNA的提取,CDNA文库构建及测序 |
1.2.1 RNA的提取 |
1.2.2 cDNA文库的构建 |
1.2.3 Illumina测序 |
1.3 转录本拼接 |
1.4 Unigene的功能注释 |
1.5 差异基因表达分析 |
1.6 差异表达基因GO和 KEGG富集分析 |
1.7 差异表达基因的实时荧光定量PCR分析 |
2 结果与分析 |
2.1 RNA样品质检 |
2.2 萌发期紫花苜蓿芽苗转录组测序数据质量 |
2.3 转录组拼接结果 |
2.4 Unigene功能注释 |
2.5 差异表达基因分析 |
2.6 DEGS的 GO和 KEGG富集分析 |
2.6.1 干旱胁迫诱导的紫花苜蓿萌发期种子中DEGs的 GO和 KEGG分析 |
2.6.2 NO供体(SNP)诱导紫花苜蓿萌发期种子DEGs的 GO和 KEGG分析 |
2.6.3 NO清除剂(cPTIO)诱导紫花苜蓿萌发期种子DEGs的 GO和 KEGG分析 |
2.7 NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿芽苗DEGS的主要代谢通路分析 |
2.7.1 外源NO调控的苯丙烷类合成通路分析 |
2.7.2 外源NO调控的淀粉与蔗糖代谢通路分析 |
2.7.3 外源NO调控的氮代谢通路分析 |
2.7.4 内源NO调控的有机酸代谢通路分析 |
2.8 RNA-Seq结果的实时定量PCR验证分析 |
3 讨论 |
3.1 干旱胁迫对紫花苜蓿芽苗转录调控分析 |
3.2 外源NO对干旱胁迫下紫花苜蓿芽苗转录调控分析 |
3.3 内源NO对干旱胁迫下紫花苜蓿芽苗转录调控分析 |
4 小结 |
第六章 NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗功能叶片的转录组分析 |
前言 |
1 材料与方法 |
1.1 供试材料与试验设计 |
1.2 RNA的提取,CDNA文库构建及测序 |
1.2.1 RNA的提取 |
1.2.2 cDNA文库的构建 |
1.2.3 Illumina测序 |
1.3 转录组拼接 |
1.4 基因功能注释 |
1.5 差异表达分析 |
1.6 差异表达基因GO和 KEGG富集分析 |
1.7 差异表达基因实时荧光定量PCR分析 |
2 结果与分析 |
2.1 RNA样品质检 |
2.2 幼苗期紫花苜蓿叶片转录组测序数据质量 |
2.3 转录组拼接结果 |
2.4 Unigene功能注释 |
2.5 幼苗叶片差异表达分析 |
2.6 DEGS的 GO和 KEGG富集分析 |
2.6.1 干旱胁迫诱导的紫花苜蓿叶片中DEGs的 GO和 KEGG分析 |
2.6.2 NO供体(SNP)诱导紫花苜蓿幼苗叶片DEGs的 GO和 KEGG分析 |
2.6.3 NO清除剂(cPTIO)诱导紫花苜蓿幼苗叶片DEGs的 GO个 KEGG分析 |
2.7 NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片DEGS的主要代谢通路分析 |
2.7.1 次级代谢产物合成通路分析 |
2.7.2 光合器官碳同化通路分析 |
2.7.3 氧化磷酸化通路分析 |
2.7.4 碳素代谢通路分析 |
2.7.5 三羧酸循环通路分析 |
2.8 RNA-Seq结果的实时定量PCR验证 |
3 讨论 |
3.1 干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片转录水平调控分析 |
3.2 外源NO对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片转录水平调控分析 |
3.3 内源NO对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片转录水平调控分析 |
4 小结 |
第七章 全文结论与创新点 |
1 全文结论 |
2 创新点 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
导师简介 |
(7)Pb、Cd持续污染第十八代的蚕豆(Vicia faba L.)和玉米(Zea mays L.)资源配置对策(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1.前言 |
1.1 问题的提出 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 我国土壤重金属污染及Pb、Cd污染现状 |
1.2.2 重金属污染对植物资源配置影响 |
1.2.3 植物对重金属污染的跨代响应 |
1.2.4 相关研究存在的问题 |
1.3 研究内容 |
1.4 本研究技术路线 |
2.材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验设计 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 植物数量性状测定 |
2.3.2 植物光合能力的测定 |
2.3.3 植物生物量的测定 |
2.3.4 植物热值的测定 |
2.4 数据分析 |
3.结果与分析 |
3.1 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆和玉米数量性状 |
3.1.1 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆数量性状 |
3.1.2 Pb、Cd持续污染条件下玉米数量性状 |
3.2 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆和玉米光合能力 |
3.2.1 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆光合能力 |
3.2.2 Pb、Cd持续污染条件下玉米光合能力 |
3.3 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆和玉米生物量配置 |
3.3.1 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆生物量变化 |
3.3.2 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆生物量配置 |
3.3.3 Pb、Cd持续污染条件下玉米生物量变化 |
3.3.4 Pb、Cd持续污染条件下玉米生物量配置 |
3.4 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆和玉米能量配置 |
3.4.1 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆热值变化 |
3.4.2 Pb、Cd持续污染条件下蚕豆能量配置 |
3.4.3 Pb、Cd持续污染条件下玉米热值变化 |
3.4.4 Pb、Cd持续污染条件下玉米热值配置 |
4.讨论 |
4.1 Pb、Cd持续污染胁迫下蚕豆和玉米生物量及其配置变化 |
4.2 Pb、Cd持续污染胁迫下蚕豆和玉米能量及其配置变化 |
4.3 Pb、Cd持续污染胁迫下蚕豆和玉米生长过程中资源获取特征 |
4.3.1 Pb、Cd持续污染对蚕豆和玉米种群碳资源获取能力的影响效应 |
4.3.2 Pb、Cd持续污染对蚕豆和玉米种群数量性状的影响效应 |
4.4 长期持续重金属污染下蚕豆和玉米种群生长过程的资源获取与生长末端资源配置的关系 |
5.结论与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
致谢 |
(8)野生大麦气孔离子转运与耐旱的分子生理和进化研究(论文提纲范文)
致谢 |
缩略词表 |
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 干旱胁迫对作物生长发育的影响 |
1.2 植物应答干旱胁迫的主要机制 |
1.2.1 植物相应干旱胁迫的形态学机制 |
1.2.2 植物响应干旱胁迫的生理机制 |
1.2.3 植物响应干旱胁迫的分子机制 |
1.3 植物气孔进化和响应干旱胁迫的研究进展 |
1.3.1 气孔的功能和进化 |
1.3.2 水分胁迫下离子通道调控气孔开闭的分子机制 |
1.3.3 禾本科植物气孔 |
1.4 组学方法在作物抗旱研究中的应用 |
1.5 野生大麦耐旱种质资源挖掘 |
1.6 本研究的目的和技术路线 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 技术路线 |
第二章 植物气孔分子调控机制的演化 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 供试材料与生长条件 |
2.2.2 进化生物学分析 |
2.2.3 转录组测序分析 |
2.2.4 荧光定量PCR分析 |
2.2.5 气孔参数测定 |
2.2.6 激光共聚焦显微测定 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 陆生植物拥有ABA信号途径相关的基因 |
2.3.2 蕨类植物存在与气孔主动调控相关的ABA响应基因 |
2.3.3 比较转录组学分析发现陆生植物具有主动气孔调控的保守基因 |
2.3.4 ABA可诱导两种蕨类植物的气孔关闭 |
2.4 讨论 |
2.4.1 进化基因组学分析表明陆生植物主动气孔调控的遗传学机制 |
2.4.2 气孔膜转运蛋白和ABA信号通路基因在陆生蕨类中是保守的 |
2.4.3 蕨类植物具有被动和主动气孔调控 |
2.4.4 SnRK2s调控SLACs是否是气孔关闭的唯一调控机制? |
2.5 小结 |
第三章 野生大麦表皮转录组揭示干旱诱导的多激素信号参与气孔调节 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 植物材料与生长条件 |
3.2.2 光合指标测定 |
3.2.3 气孔参数测定 |
3.2.4 野生大麦生物量测定 |
3.2.5 野生大麦表皮转录组测序分析及qPRC验证 |
3.2.6 数据统计分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 光合参数及气孔参数表明西藏野生大麦XZ5比XZ54耐旱性更强 |
3.3.2 干旱胁迫下耐旱基因型XZ5 具有更多DEGs以及更多转录因子上调表达 |
3.3.3 XZ5中具有与气孔调控相关DEGs调控其耐旱性 |
3.3.4 多激素信号途径DEGs的共同调控作用 |
3.3.5 光合和气孔参数与DEGs间的相关性分析 |
3.4 讨论 |
3.5 小结 |
第四章 以色列进化谷野生大麦气孔对干旱适应性的进化与遗传机制 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 植物材料与生长条件 |
4.2.2 光合指标测定 |
4.2.3 气孔参数测定 |
4.2.4 转录组测序 |
4.2.5 转录组数据分析 |
4.2.6 基因组重测序及数据分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 干旱胁迫引起非洲坡野生大麦显着的气孔和光合作用响应 |
4.3.2 干旱胁迫下非洲坡与欧洲坡野生大麦转录组表达差异显着 |
4.3.3 非洲坡野生大麦具有独特的遗传特性 |
4.4 讨论 |
4.4.1 进化谷微观生态环境塑造独特的野生大麦气孔和气体交换调控 |
4.4.2 基因组分析揭示野生大麦耐旱性的遗传多样性受自然选择 |
4.4.3 野生大麦干旱信号转导和适应性的生态学意义 |
4.5 小结 |
第五章 野生大麦阴离子通道HvSLAC1和HvSLAH3在拟南芥中的表达无法加速ABA诱导的拟南芥气孔关闭 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 基因克隆与载体构建 |
5.2.2 转基因植物材料构建与生长条件 |
5.2.3 基因组织定位及表达量分析 |
5.2.4 亚细胞定位分析 |
5.2.5 爪蟾卵母细胞异源表达和电压钳测定 |
5.2.6 微电极离子流测定 |
5.2.7 动态气孔参数测定 |
5.2.8 钙离子比例成像 |
5.2.9 数据统计分析 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 大麦表皮组织中HvOST1.1和HvOST1.5与HvSLAC1高度共表达 |
5.3.2 SnRK2激酶HvOST1.1和HvOST1.5分别激活HvSLAC1和HvSLAH3 |
5.3.3 HvSLAC1和HvSLAH3的表达不能促进拟南芥中ABA诱导的气孔关闭速度 |
5.4 讨论 |
5.4.1 HvSLAC1和HvSLAH3是具有氯离子选择性的阴离子通道 |
5.4.2 HvOST1s选择性激活HvSLAC1和HvSLAH3 |
5.4.3 SLAC1-OST1模块的进化和草类SLAC1/ SLAH3的离子选择性 |
5.4.4 HvSLAC1和HvSLAH3的表达不能提高拟南芥ABA诱导的气孔关闭速率 |
5.5 小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简介 |
(9)蚕豆吸收与代谢甲醛机理及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词 |
第一章 文献综述 |
1.1 植物HCHO代谢机理研究进展 |
1.1.1 叶片中HCHO代谢机制 |
1.1.2 根中HCHO代谢机制 |
1.2 植物HCHO代谢基因工程研究进展 |
1.2.1 微生物HCHO代谢酶基因工程操作 |
1.2.2 植物HCHO代谢相关基因的基因工程 |
1.3 植物乙醛酸代谢途径研究进展 |
1.3.1 乙醛酸途径在植物HCHO代谢中的作用 |
1.3.2 乙醛酸途径的转录调控机制及在植物应答逆境胁迫中的作用 |
1.4 论文研究的目的 |
第二章 蚕豆根甲醛吸收动力学与代谢机理分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 蚕豆的培养 |
2.1.2 蚕豆根对液体HCHO吸收能力的测定 |
2.1.3 H~(13)CHO标记处理 |
2.1.4 核磁共振分析 |
2.1.5 异柠檬酸裂解酶活性检测 |
2.1.6 异柠檬酸裂解酶抑制剂及激活剂筛选实验 |
2.1.7 数据的统计分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 蚕豆根吸收HCHO的能力实验结果 |
2.2.2 2mM液体H~(13)CHO处理蚕豆根代谢产物分析 |
2.2.3 4mM/6mM H~(13)CHO处理蚕豆根代谢产物分析 |
2.2.4 HCHO处理对蚕豆根异柠檬酸裂解酶活性影响 |
2.2.5 糖和甲醇处理对蚕豆根异柠檬酸裂解酶活性影响 |
2.2.6 CH3OH预处理蚕豆根HCHO代谢产物分析 |
2.2.7 环孢素A预处理蚕豆根HCHO代谢产物分析 |
2.3 讨论 |
2.3.1 蚕豆离体根对液体HCHO的吸收能力 |
2.3.2 糖类物质和甲醇对异柠檬酸裂解酶活性诱导作用 |
2.3.3 线粒体膜通透性抑制对同化HCHO的影响 |
2.3.4 乙醛酸途径和三羧酸循环在同化HCHO过程中的协调作用 |
2.4 小结 |
第三章 蚕豆叶甲醛吸收动力学与代谢机理分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 蚕豆的培养 |
3.1.2 蚕豆叶对液体甲醛的吸收能力测定 |
3.1.3 H~(13)CHO标记处理 |
3.1.4 核磁共振分析 |
3.1.5 异柠檬酸裂解酶活性检测 |
3.1.6异柠檬酸裂解酶抑制剂及激活剂筛选实验 |
3.1.7 数据的统计分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 蚕豆叶片吸收HCHO的能力 |
3.2.2 2mM H~(13)CHO处理蚕豆叶代谢产物分析 |
3.2.3 4mM/6mM H~(13)CHO处理蚕豆叶代谢产物分析 |
3.2.4 HCHO处理对蚕豆叶片异柠檬酸裂解酶活性影响 |
3.2.5 糖和甲醇处理对蚕豆叶片异柠檬酸裂解酶活性影响 |
3.2.6 蔗糖预处理蚕豆叶片H~(13)CHO代谢产物分析 |
3.2.7 CH_3OH预处理蚕豆叶片H~(13)CHO代谢产物分析 |
3.2.8 环孢素A预处理蚕豆叶片H~(13)CHO代谢产物分析 |
3.3 讨论 |
3.3.1 蚕豆叶片代谢与其它植物叶片代谢的异同点 |
3.3.2 蚕豆叶片HCHO代谢与根HCHO代谢机制的异同点 |
3.3.3 蚕豆叶片HCHO代谢合成半胱氨酸的生物学意义 |
3.3.4 甲醇预处理对蚕豆根与叶代谢的影响 |
3.3.5 糖类物质对异柠檬酸裂解酶活性与HCHO代谢的影响 |
3.4 小结 |
第四章 蚕豆植株吸收和转移HCHO的途径分析 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 材料的培养 |
4.1.2 材料处理方法 |
4.1.3 蚕豆组织中甲醛含量的测定 |
4.1.4 从液体转移至空气中的HCHO含量测定 |
4.1.5 蒸腾速率的测定 |
4.1.6 气体HCHO处理蚕豆植株,根茎叶游离HCHO分布实验 |
4.1.7 H~(13)CHO标记与核磁共振分析 |
4.1.8 数据的统计与分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 蚕豆植株吸收液体HCHO动力学实验 |
4.2.2 根部HCHO浓度变化对叶际气体HCHO浓度影响实验 |
4.2.3 液体HCHO浓度梯度处理蚕豆植株,根茎叶各部分游离HCHO分布实验 |
4.2.4 气体HCHO浓度梯度处理蚕豆植株,根茎叶游离HCHO分布实验 |
4.2.5 1ppmH~(13)CHO时间梯度处理蚕豆植株,根部代谢产物分析 |
4.2.6 1ppm H~(13)CHO时间梯度处理蚕豆植株,叶片代谢产物分析 |
4.2.7 气体H~(13)CHO浓度梯度处理蚕豆植株,根部代谢产物分析 |
4.2.8 气体H~(13)CHO浓度梯度处理蚕豆植株,茎部代谢产物核磁共振分析 |
4.2.9 气体H~(13)CHO浓度梯度处理蚕豆植株,叶片代谢产物分析 |
4.2.10 气体H~(13)CHO浓度梯度处理蚕豆植株,标志性代谢产物分布情况分析 |
4.3 讨论 |
4.3.1 气体HCHO转移的可能途径及气体HCHO转移与叶片气孔开度相关性分析 |
4.3.2 HCHO浓度变化,不同组织中游离HCHO积累与代谢能力变化相关性分析 |
4.3.3 气体HCHO处理蚕豆植株,根茎叶代谢机制与离体根叶代谢机制的异同 |
4.3.4 HCHO转移积累与代谢对蚕豆植株吸收HCHO能力的作用 |
4.4 小结 |
第五章 基于蚕豆植株构建的悬浮式生物反应器净化甲醛特性分析 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 植物材料培养 |
5.1.2单因素实验 |
5.1.3爬坡实验 |
5.1.4 中心组合方案设计 |
5.1.5 响应面分析方案及运行 |
5.1.6 响应面分析 |
5.1.7验证实验 |
5.1.8 悬浮式生物反应器的设计 |
5.1.9 进出口气体HCHO的测定 |
5.1.10 总挥发性有机物浓度检测 |
5.1.11 化学需氧量检测 |
5.1.12 数据统计分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 单因素实验结果 |
5.2.2 爬坡实验结果 |
5.2.3 模型建立和差异显着性分析 |
5.2.4 响应曲面分析和模型验证 |
5.2.5 蚕豆鲜重对悬浮式反应器HCHO和总挥发性有机物清除效率的影响 |
5.2.6 水体积对悬浮式反应器HCHO和总挥发性有机物清除效率的影响 |
5.2.7 空气流速对悬浮式反应器HCHO和总挥发性有机物清除效率的影响 |
5.2.8 HCHO和总挥发性有机物初始浓度对悬浮式反应器清除效率的影响 |
5.2.9 延长处理时间悬浮式反应器对HCHO和总挥发性有机物清除效率分析 |
5.3 讨论 |
5.3.1 蚕豆植株吸收HCHO效率的影响因素 |
5.3.2 蚕豆植株悬浮式生物反应器总挥发性有机物净化效率影响因素 |
5.3.3 悬浮式生物反应器模拟应用环境HCHO浓度设定范围 |
5.4 小结 |
第六章 结论和展望 |
参考文献 |
攻读博士研究生期间科研成果 |
致谢 |
(10)干旱锻炼提高小麦耐旱性的气孔响应机制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1 干旱锻炼显着提高植株耐旱性 |
2 气孔运动在干旱锻炼诱导植株耐旱性中扮演重要角色 |
3 脱落酸(ABA)在气孔运动的调控效应 |
4 过氧化氢(H_2O_2)在气孔运动的调控效应 |
5 一氧化氮(NO)在气孔运动的调控效应 |
6 交叉信号在气孔运动的调控效应 |
7 研究目的及意义 |
参考文献 |
第二章 ABA和H_2O_2在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的作用及其生理机制 |
1 材料和方法 |
1.1 试验设计 |
1.2 测定项目与方法 |
1.3 数据分析 |
2 结果与分析 |
2.1 ABA和H_2O_2在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的作用 |
2.2 ABA和H_2O_2在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的信号物质调控机制 |
2.3 ABA和H_2O_2在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的渗透调控机制 |
3 结论与讨论 |
3.1 ABA和H_2O_2是参与干旱锻炼诱导小麦耐旱性的重要信号物质 |
3.2 ABA和H_2O_2调控干旱锻炼诱导小麦耐旱性形成的渗透调控机制 |
3.3 ABA在H_2O_2上游调控干旱锻炼诱导小麦耐旱性的获得 |
参考文献 |
第三章 NO在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的作用及其生理机制 |
1 材料和方法 |
1.1 试验设计 |
1.2 测定项目与方法 |
1.3 数据分析 |
2 结果与分析 |
2.1 NO在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的作用 |
2.2 NO在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的信号物质调控机制 |
2.3 NO在干旱锻炼诱导小麦灌浆期耐旱性形成中的渗透调控机制 |
3 结论与讨论 |
3.1 NO是参与干旱锻炼诱导小麦耐旱性的重要信号物质 |
3.2 NO调控干旱锻炼诱导小麦耐旱性形成的渗透调控机制 |
3.3 NO在H_2O_2下游调控干旱锻炼诱导小麦耐旱性的获得 |
参考文献 |
第四章 ABA、H_2O_2和NO在干旱锻炼提高小麦耐旱性中的气孔调控机制 |
1 材料和方法 |
1.1 试验设计 |
1.2 测定项目与方法 |
1.3 数据分析 |
2 结果与分析 |
2.1 ABA、H_2O_2和NO在干旱锻炼提高小麦耐旱性中对气孔动态变化的影响 |
2.2 ABA、H_2O_2和NO在干旱锻炼提高小麦耐旱性中对植株叶面积及生物量的影响 |
2.3 ABA、H_2O_2和NO在干旱锻炼提高小麦耐旱性中对叶片气孔密度和开度的影响 |
2.4 ABA、H_2O_2和NO在干旱锻炼提高小麦耐旱性中对叶片水势和光合参数的影响 |
2.5 ABA、H_2O_2和NO在干旱锻炼提高小麦耐旱性中对叶片保卫细胞H202和NO荧光染色的影响 |
2.6 ABA、H_2O_2和NO在干旱锻炼提高小麦耐旱性中对叶片保卫细胞相关基因表达的影响 |
3 讨论与结论 |
3.1 ABA、H_2O_2和NO参与了干旱锻炼及干旱胁迫下小麦叶片气孔运动过程 |
3.2 NO在H_2O_2下游调控ABA介导的气孔运动过程 |
参考文献 |
第五章 讨论和结论 |
1 讨论 |
1.1 ABA、H_2O_2和NO在干旱锻炼诱导小麦耐旱性形成中的作用及生理机制 |
1.2 ABA、H_2O_2和NO参与干锻炼提高小麦耐旱性的气孔响应过程及生理机制 |
2 结论 |
3 本研究创新之处 |
4 研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
四、水分胁迫对蚕豆(Vicia faba L.)光合作用及产量的影响(论文参考文献)
- [1]麦类作物对水氮胁迫及高CO2浓度响应的生理生化机制[D]. 李丽. 中国农业科学院, 2021(01)
- [2]蚕豆耐盐种质资源筛选与抗盐基因的克隆及表达分析[D]. 樊有存. 青海大学, 2021
- [3]外源硅缓解CA诱导的黄瓜自毒胁迫的生理与分子机制[D]. 吕剑. 甘肃农业大学, 2020(01)
- [4]紫花苜蓿/禾本科牧草间作优势及其氮高效机理和土壤微生态效应研究[D]. 赵雅姣. 甘肃农业大学, 2020(01)
- [5]基质栽培黄瓜生长生理、产量及品质对不同灌水下限的响应[D]. 金宁. 甘肃农业大学, 2020(12)
- [6]基于转录组分析揭示一氧化氮调控紫花苜蓿响应干旱胁迫的机理[D]. 赵颖. 甘肃农业大学, 2020(01)
- [7]Pb、Cd持续污染第十八代的蚕豆(Vicia faba L.)和玉米(Zea mays L.)资源配置对策[D]. 王丽艳. 云南大学, 2020(08)
- [8]野生大麦气孔离子转运与耐旱的分子生理和进化研究[D]. 陈光. 浙江大学, 2020
- [9]蚕豆吸收与代谢甲醛机理及应用研究[D]. 闵勇. 昆明理工大学, 2019(06)
- [10]干旱锻炼提高小麦耐旱性的气孔响应机制[D]. 张佳. 南京农业大学, 2019(08)