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交替途径在缺氮诱导早熟禾愈伤组织盐耐受性中的机理研究

交替途径在缺氮诱导早熟禾愈伤组织盐耐受性中的机理研究

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作者：王筱宇兰州大学

学位级别：硕士

土地盐渍化对农业的影响已经引起全社会广泛的关注,植物耐盐机理的研究已经成为了一个热门领域。交替途径是植物体中一个非常重要的呼吸途径,它能够被环境胁迫所诱导,本论文以早熟禾愈伤组织为材料,探讨了缺氮预处理对盐胁迫下早熟禾愈... 详细信息

土地盐渍化对农业的影响已经引起全社会广泛的关注,植物耐盐机理的研究已经成为了一个热门领域。交替途径是植物体中一个非常重要的呼吸途径,它能够被环境胁迫所诱导,本论文以早熟禾愈伤组织为材料,探讨了缺氮预处理对盐胁迫下早熟禾愈伤组织损伤的缓解作用,并探讨了交替途径在缺氮诱导早熟禾愈伤组织盐耐受性机制中的调节作用。主要结果总结如下:1.以早熟禾种子为材料,进行愈伤组织诱导。发现最适的诱导培养基为B5+5mg L-1 2.4-D,愈伤组织诱导率为11.00%。2.愈伤组织分别用缺氮磷钾(-NPK)、缺氮钾(-NK)、缺氮磷(-NP)、缺磷钾(-PK)、缺氮(-N)、缺磷(-P)和缺钾(-K)的B5培养基处理时,引起丙二醛(MDA)含量分别上升91.13%、81.66%、74.94%、36.56%、52.9%、16.49%和16.05%,交替途径容量分别增加59.62%、56.23%、48.67%、20.11%、58.13%、8.26%和15.74%,说明-N能够显著引起早熟禾愈伤组织氧化损伤和交替途径容量增加,而-K和-P不能。3.-N处理时,外源添加H2O2合成抑制剂二苯基碘(DPI)、H2O2清除剂过氧化氢酶(CAT)、乙烯生物合成抑制剂氨基氧乙酸(AOA)、乙烯信号抑制剂AgNO3和NO清除剂2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物(PTIO),都不影响-N对早熟禾愈伤组织交替途径的诱导作用,说明这些信号分子没有参与到-N诱导早熟禾愈伤组织交替途径容量增加的过程中。4.600 mM NaCl处理使早熟禾愈伤组织中H2O2、Na+、丙酮酸和MDA含量分别增加301.11%、315.37%、241.01%和148.45%,K+含量减少29.1%,Na+/K+比率上升386.55%,电解质渗漏增加151.63%,质膜H+-ATPase、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别增加126.41%、198.46%、81.55%、64.48%和81.7%,交替途径容量增加14.17%。5.-N预处理早熟禾愈伤组织能进一步提高交替途径容量,约提高60.22%,PM H+-ATPase、APX、CAT、POD和SOD活性分别增加119.89%、28.02%、44.53%、32.02%和64.08%,丙酮酸含量增加182.61%,MDA和H2O2含量则分别减少29.83%和99.12%,电解质渗漏下降41.02%,Na+/K+比率下降47.25%,说明-N预处理能提高早熟禾愈伤组织的盐耐受性。6.外源添加交替途径抑制剂水杨基羟肟酸(SHAM),能够部分逆转-N预处理对早熟禾愈伤组织盐耐受性的诱导作用,引起MDA含量增加36.22%,H2O2的含量增加101.13%,Na+/K+比率增加54.25%,PM H+-ATPase活性下降39.99%,而SHAM的作用可以被外源添加CAT或DPI消除,外源添加10 mM丙酮酸也诱导增加早熟禾愈伤组织的盐耐受性。综上所述:-N预处理诱导了早熟禾愈伤组织抗氧化酶活性和丙酮酸含量增加,丙酮酸含量的增加诱导了交替途径容量增加,进而增加早熟禾愈伤组织PM H+-ATPase活性和维持氧化还原状态的能力,而PM H+-ATPase活性升高会增强早熟禾愈伤组织维持离子平衡的能力,最终增加早熟禾愈伤组织盐耐受性。

关键词：缺氮早熟禾愈伤组织盐胁迫丙酮酸抗氰呼吸途径

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