大豆幼苗对荫蔽和干旱交互胁迫的生理响应

作     者：Muhammad Ahsan Asghar 

作者单位：四川农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜俊波

授予年度：2020年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：间套作 大豆 荫蔽 干旱 脱落酸 抗氧化酶 活性氧 脯氨酸 糖 

摘      要：在全球尤其是中国西南地区豆科与非豆科作物间套作模式被广泛应用,间套作具有抑制杂草、控制病虫害、提高土壤肥力和氮素吸收的作用。然而,在该系统中,玉米植株改变了大豆的微环境,同时使大豆暴露在许多非生物胁迫下,包括光照胁迫(荫蔽)和水分胁迫(干旱),这些影响着间套作系统。遮荫和干旱被认为是限制作物正常生长的最严重的非生物胁迫因子,尤其是干旱和半干旱地区的高密度间套作作物。然而,这两种胁迫因子的交互作用与植物之间的关系及其机理尚不清楚。本文研究了遮荫和干旱之间的关系及其对大豆植株的交互作用。两个试验用于验证它们之间的关系。在第一个试验中,选择长势一致的12天大小的健康大豆幼苗,进行6个遮荫时段处理(0、2、4、6、8、12 h)。实时荧光定量PCR(q PCR)结果表明,荫蔽处理显著上调脱落酸(ABA)生物合成(Gm NCED3和Gm AAO3)和信号(Gm ABI4和Gm ABI5)基因的表达,以及显著提高了ABA含量。基于这些结果,本研究对大豆幼苗进行了遮荫(Pre-SH)和正常光照(Pre-NL)预处理,然后用PEG6000模拟诱导干旱胁迫。干旱导致两种光照条件下的相对含水量、形态生理生化指标降低。然而,与Pre-NL相比,经Pre-SH处理的植株通过增强其防御系统来清除更多的活性氧(ROS),从而保护其细胞免受因为干旱所导致的破坏。总之,本研究结果表明,在Pre-NL条件下生长的植株比在Pre-SH条件下生长的植株受干旱胁迫的影响更大,这表明遮荫处理可以增强大豆幼苗的抗旱性。第二个实验分析了荫蔽和干旱在大豆中的交互作用。在荫蔽和白光条件下,使用PEG6000对12天大小的大豆幼苗进行干旱处理。干旱显著降低了植株的相对含水量、形态参数、碳水化合物和叶绿素含量。同时,大豆幼苗的渗透保护剂、活性氧和抗氧化酶含量显著增加。此外,在干旱胁迫下,遮荫植株比未遮荫植株积累更多的糖和脯氨酸。此后,我们的研究结果表明,未遮荫的植株比遮荫的植株对PEG诱导的干旱胁迫更敏感,这些结果表明遮荫可以增强大豆幼苗的干旱抗性。