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氮磷钾配施对郁金香种球膨大的影响及相关基因应用研究

氮磷钾配施对郁金香种球膨大的影响及相关基因应用研究

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作者：李静芳华中农业大学

学位级别：硕士

郁金香(Tulipa gesneriana L.)作为世界名花,近些年在我国的应用和栽培规模不断扩大,但由于受到气候条件、栽培技术限制等原因,导致郁金香种球退化严重,制约了郁金香在我国的商品化发展,改善郁金香栽培管理技术成为了当务之急。研究显示... 详细信息

郁金香(Tulipa gesneriana L.)作为世界名花,近些年在我国的应用和栽培规模不断扩大,但由于受到气候条件、栽培技术限制等原因,导致郁金香种球退化严重,制约了郁金香在我国的商品化发展,改善郁金香栽培管理技术成为了当务之急。研究显示,养分供应不平衡是郁金香种球退化的原因之一,而氮磷钾是植物生长发育所必需的养分,能够实现植物的养分平衡。因此,本课题基于“3414”试验设计方法,对3个品种郁金香进行14种不同浓度的氮磷钾配方施肥处理,测定和分析子球的生长发育指标、生理指标以及综合品质,筛选出促进郁金香子球膨大的氮磷钾最佳施肥配方,同时对硝酸盐转运蛋白Tg NRT2.5和磷转运蛋白Tg PHT1.4进行功能探究,主要研究结果如下:1.施用氮磷钾肥能够不同程度地提高郁金香的生长发育指标和生理指标。在一定范围内,随着氮肥和磷肥用量的增加,郁金香品种‘Veradi’(Ver),‘World’s Favorite’(WF),‘Queen of Night’(QN)子球中周径10-12 cm或>12cm种球的比例、鲜重、繁殖系数指标也随之增加,有利于淀粉、蔗糖、可溶性蛋白等营养物质的合成,进而促进郁金香子球的膨大发育。2.适宜的氮磷钾施肥量对郁金香子球的综合品质有明显的提升效果。采用隶属函数法对子球的综合品质进行分析后发现,3个品种的14个处理中综合品质最高的均为T7(N2P3K2)处理,明显高于T1(N0P0K0)对照,因此,为有效促进郁金香子球的膨大发育,我们推荐采用T7(N2P3K2)处理,即氮肥用量900 mg/L,磷肥用量450 mg/L,钾肥用量450 mg/L。3.硝酸盐转运蛋白基因Tg NRT2.5响应低氮胁迫。通过克隆和表达分析发现,该基因开放阅读框1527bp,编码508个氨基酸。低氮胁迫下,Tg NRT2.5在郁金香根部的表达量上调,过表达Tg NRT2.5转基因拟南芥的根长和硝态氮含量显著大于野生型拟南芥,并且过表达Tg NRT2.5能够促进硝酸盐转运相关基因的表达。4.磷转运蛋白基因Tg PHT1.4响应低磷胁迫。通过克隆和表达分析发现,该基因开放阅读框1608bp,编码535个氨基酸。低磷胁迫下,Tg PHT1.4在郁金香根部的表达量出现上调,过表达Tg PHT1.4转基因拟南芥的侧根数量和无机磷含量大于野生型拟南芥,并且过表达Tg PHT1.4能够促进磷转运相关基因的表达。

关键词：郁金香子球膨大氮磷钾 TgNRT2.5 TgPHT1.4

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