检索结果-南通市图书馆

缺钾胁迫对油菜群体叶面积形成和光合特性的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

缺钾胁迫对油菜群体叶面积形成和光合特性的影响

作者：潘勇辉华中农业大学

学位级别：硕士

长江流域是我国油菜(Brassica napus L.)重要产区,尽管该区域钾肥应用已经普及,随着高产品种的应用和农业生产水平的提高,该区域农业生产依然面临钾素缺乏的问题,缺钾胁迫严重影响了油菜的产量。缺钾导致作物生长受限产量降低,与缺钾胁... 详细信息

长江流域是我国油菜(Brassica napus L.)重要产区,尽管该区域钾肥应用已经普及,随着高产品种的应用和农业生产水平的提高,该区域农业生产依然面临钾素缺乏的问题,缺钾胁迫严重影响了油菜的产量。缺钾导致作物生长受限产量降低,与缺钾胁迫下作物光合能力降低密切相关。钾素生理功能的多样性,决定了其对光合作用影响的复杂性,然而目前的研究更多关注钾素胁迫下净光合速率降低的机制。事实上,在面临缺钾胁迫时作物首先通过调节细胞内钾离子的分布影响作物的叶面积,之后随着钾素胁迫程度的不断加重,才会进一步影响净光合速率,但目前关于钾对作物叶面积的形成的研究仍显不足,往往忽视叶面积同样是影响作物光合能力的重要因素。因此,本研究以冬油菜为研究对象,在田间条件下探究了不同钾素供应对冬油菜群体叶面积形成的影响,在此基础上,采用光合作用限制模型,分析缺钾胁迫下光合限制因子(气孔限制、叶肉限制和生化限制)的变化,并从光合氮分配以及光合产物的积累和转运两个角度重点剖析缺钾胁迫下生化限制因子产生的原因。主要研究结果如下:(1)缺钾胁迫导致出叶速率减慢,其中K1(0 kg KO hm,重度缺钾),K(60 kg KO hm,中度缺钾),K3(120 kg KO hm,正常供钾)处理的出叶积温分别为33.5、27.9和26.8℃d/叶;此外,缺钾条件下叶片衰老加速,单叶面积变小,油菜苗期的单叶面积变小和叶片衰老加速是缺钾条件下绿叶面积指数(GLAI)下降的主要影响因素,而出叶速率影响较小。分析不同钾处理的光能截获量(RIacc)和光能利用率(RUE)发现,两者在缺钾胁迫下显著下降,从而导致油菜生物量显著降低,严重缺钾处理和中度缺钾处理的地上部干物质分别比正常供钾处理下降了61.7%和48.2%。将油菜苗期分为三个阶段时可以发现,当干物质下降不足24.8%时,RUE下降不足10%,当干物质进一步下降时,RUE的减小对于干物质下降的贡献增加。由此可见,出叶速率、叶片衰老和单叶面积对缺钾的敏感性存在差异,光能截获量和光能利用率在缺钾胁迫下干物质下降的贡献比例与缺钾程度有关,并且RIacc比RUE对缺钾更敏感。(2)缺钾胁迫明显抑制油菜越冬期叶片光合速率(Pn)。尽管缺钾胁迫下叶片气孔导度(gs)明显降低,但其胞间CO2浓度(Ci)升高,气孔限制值(Ls)减小,说明气孔因素并非缺钾胁迫下油菜叶片Pn下降的主要原因。进一步的叶绿素荧光结果表明,缺钾胁迫导致油菜越冬期叶片光系统II(PSII)潜在光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSII)显著下降;并且缺钾胁迫下油菜叶片叶绿体的长度降低了15.1%、叶绿体厚度增加了22.7%、叶绿体到细胞壁的距离增加了56.1%。结果说明缺钾胁迫下越冬期油菜叶片反应中心受损、叶绿体结构破坏等非气孔因素是导致其叶片光合速率下降的主要原因。(3)缺钾条件下叶片钾含量、光合速率(Pn)、最大羧化速率(Vc,max)、最大电子传递速率(Jmax)显著下降。通过光合作用限制定量化分析发现缺钾胁迫下气孔限制(SL)、叶肉限制(MCL)和生化限制(BL)共同限制了Pn,其限制值分别为18.2%、17.5%和3.4%。除净光合速率降低外,与正常供钾处理相比,钾素胁迫导致了羧化系统(PC)和生物力能学组分(PB)的氮素分配比例明显降低。可见,在本研究条件下缺钾导致的气孔限制和叶肉限制是光合速率下降的主导因素,羧化系统氮分配比例减少是最大羧化速率下降的原因之一。(4)去库前期(去库7d)叶片的光合速率显著降低,在-K(0 kg KO hm)处理中这种抑制作用比+K(120 kg KO hm)处理显著。相关性分析发现,-K处理叶片光合速率和碳水化合物含量存在显著的负相关关系,而在+K处理不存在负相关关系,说明-K处理光合速率的下降与光合反馈抑制有关。去库后期(去库14和21 d)叶片中仍存在光合产物积累,但光合产物积累与光合速率之间不存在负相关关系,说明该阶段光合反馈抑制并未发生。相反,去库叶片与高库处理相比,钾含量更高,叶绿体结构完善,光系统II活性较强,因此光合速率更高。由此可见,去库通过光合反馈抑制能够短期抑制光合速率,缺钾通过光合产物积累以及降低引起光合抑制的碳水化合物含量的阈值等途径加剧该抑制效应。长期去库和充足的钾素供应能够延缓叶绿体降解从而保证较高的光合速率。通过本研究可以发现,源库关系调节叶片光合速率的过程与叶片的营养状况有关。

关键词：油菜缺钾胁迫叶面积指数光能截获量光能利用率光合作用限制叶绿体结构光合氮分配光合反馈抑制

TaHIPP32与TaHAK1表达及小麦缺钾胁迫耐性的关系

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

麦类作物学报 2023年第2期43卷 131-140页

作者：李鸽子刘金张丹丹肖向红王永华郭天财康国章河南农业大学农学院/国家小麦工程技术研究中心河南郑州450046 省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室河南郑州450046 河南省作物生长发育调控重点实验室河南郑州450046

钾是植物生长发育必需的三大营养元素之一。高亲和性钾转运蛋白(HAK)能加强植物在缺钾胁迫时钾的吸收和转运。本课题组前期研究发现,小麦TaHAK1基因在缺钾胁迫条件下显著上调表达,并筛选得到可能调控TaHAK1基因表达的上游转录因子基因Ta... 详细信息

钾是植物生长发育必需的三大营养元素之一。高亲和性钾转运蛋白(HAK)能加强植物在缺钾胁迫时钾的吸收和转运。本课题组前期研究发现,小麦TaHAK1基因在缺钾胁迫条件下显著上调表达,并筛选得到可能调控TaHAK1基因表达的上游转录因子基因TaHIPP32,但这两个基因在缺钾胁迫中的作用机制尚不清楚。本研究首先对TaHIPP32基因进行了系统发育和亚细胞定位分析,然后利用双荧光素酶验证TaHIPP32和TaHAK1基因的互作,并以河南省大面积推广的小麦品种百农207为试验材料,利用大麦条纹花叶病毒诱导基因沉默(BSMV-VIGS)技术分析缺钾胁迫处理下TaHIPP32基因沉默对小麦植株的影响。系统发育和亚细胞定位分析表明,TaHIPP32基因与水稻OsHIPP33基因的亲缘关系最近,且其编码的蛋白定位于细胞膜上。双荧光素酶试验表明,TaHIPP32蛋白能够与TaHAK1基因启动子互作。通过BSMV-VIGS技术瞬时沉默TaHIPP32基因,发现该基因沉默后,小麦植株对缺钾胁迫更为敏感,植株生长受到抑制,干重显著降低,丙二醛(MDA)含量显著提高;缺钾胁迫处理下,沉默TaHIPP32基因的植株中,TaHAK1和TaHIPP32基因的表达均被抑制,且植株体内钾元素从地下部到地上部的转移系数显著降低,说明TaHIPP32基因通过调节TaHAK1基因的表达来影响植株体内钾元素的转运。

关键词：小麦缺钾胁迫钾转运蛋白 TaHIPP32基因病毒诱导基因沉默

TaHIPP32通过调控TaHAK1表达参与小麦缺钾胁迫耐性研究

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

麦类作物学报 2023年

作者：李鸽子刘金张丹丹肖向红王永华郭天财康国章河南农业大学农学院/国家小麦工程技术研究中心河南省作物生长发育调控重点实验室省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室

关键词：小麦缺钾胁迫钾转运蛋白 TaHIPP32基因病毒诱导基因沉默

蛋白激酶SAPK2响应水稻缺钾胁迫的机制研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

河南农业科学 2021年第3期50卷 11-16页

作者：娄灯吉陈祯李沁妍陈琴赵秋红杨晓艳余迪求玉溪师范学院化学生物与环境学院/云南省高校滇中道地药材研究重点实验室云南玉溪653100 昆明理工大学生命科学与技术学院云南昆明650500 云南大学云南省生物资源保护与利用国家重点实验室云南昆明650091

在缺K条件下,利用CRISPR/Cas9(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/Cas9)技术构建好的sapk2(Osmotic stress/ABA-activated protein kinase 2)突变体和野生型水稻(Oryza sativa)种子研究SAPK2基因表达模式、水稻材料的萌发及苗期生长情况、K+代谢相关基因的表达水平,以揭示SAPK2蛋白参与水稻响应缺K胁迫的机制。结果表明,缺N、P、K处理导致水稻中SAPK2表达量显著下降;与野生型相比,sapk2突变体在缺K环境下萌发明显延迟,萌发率降低,sapk2突变体在缺K环境下苗期生长受到严重的抑制;与野生型相比,sapk2突变体OsKAT1(Potassium channel gene 1)、OsKAT2、OsAKT1(Shaker K+channel 1)和OsHAK1(High-affinity K+transporter 1)等K+代谢相关基因的表达水平显著下调。说明SAPK2在缺K环境下水稻种子萌发和苗期营养生长过程中发挥重要的正调节作用,其机制可能是通过直接或者间接调节K+代谢相关基因的表达水平来参与缺K胁迫响应。

关键词： SAPK2 水稻钾元素缺钾胁迫 K+代谢相关基因

小鼠耳芥K^(+)/H^(+)逆向转运蛋白KEA基因家族的鉴定、特征及缺钾胁迫表达分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

石河子大学学报（自然科学版） 2021年第3期39卷 326-334页

作者：郭力金玉环刘丹青李永光黄先忠石河子大学生命科学学院/特色植物基因组学实验室新疆石河子832003 安徽科技学院农学院/作物生物技术研究中心安徽凤阳233100

K^(+)/H^(+)逆向转运蛋白(K^(+) efflux antiporter,KEA)蛋白通过调节细胞的离子和pH稳态在植物生长及抗逆过程中发挥重要作用,关于KEA的研究主要集中在模式植物拟南芥中,在其他植物中的研究少有报道。在本研究中,通过全基因组分析从短... 详细信息

K^(+)/H^(+)逆向转运蛋白(K^(+) efflux antiporter,KEA)蛋白通过调节细胞的离子和pH稳态在植物生长及抗逆过程中发挥重要作用,关于KEA的研究主要集中在模式植物拟南芥中,在其他植物中的研究少有报道。在本研究中,通过全基因组分析从短命植物小鼠耳芥(Arabidopsis pumila)中鉴定出12个KEA基因,并开展了基因结构、蛋白motif、系统进化和共线性分析。染色体定位分析发现它们不均匀的分布在8条染色体上。系统进化分析表明12个KEA基因分为两个亚家族。共线性分析表明小鼠耳芥中有9对共线性KEA基因。在ApKEA启动子区域鉴定到与胁迫响应、营养和发育、激素响应、光响应等相关的调控元件。qRT-PCR分析表明,6个ApKEA基因在缺钾胁迫下表达上调,暗示它们在缺钾胁迫中发挥重要作用。研究结果为深入分析ApKEA基因的功能及解析小鼠尔芥适应荒漠环境生长发育机制提供了基础。

关键词： K^(+)/H^(+)逆向转运蛋白小鼠耳芥缺钾胁迫基因表达短命植物

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

棉花幼苗应答缺钾胁迫的蛋白质组研究

棉花幼苗应答缺钾胁迫的蛋白质组研究

作者：胡盼盼河南大学

学位级别：硕士

钾是植物主要无机营养元素之一,在调控细胞膜电位、调节细胞渗透势以及促进光合作用和蛋白质合成等方面发挥重要作用。棉花是我国重要的经济作物,缺钾可导致棉花早衰,严重影响棉花的产量和品质。尽管棉花缺钾的相关研究已取得了不少进展... 详细信息

钾是植物主要无机营养元素之一,在调控细胞膜电位、调节细胞渗透势以及促进光合作用和蛋白质合成等方面发挥重要作用。棉花是我国重要的经济作物,缺钾可导致棉花早衰,严重影响棉花的产量和品质。尽管棉花缺钾的相关研究已取得了不少进展,但目前人们对棉花应答缺钾胁迫的分子机制知之甚少,有哪些蛋白调控棉花缺钾胁迫也不清楚。本实验以陆地棉中S9612为材料,利用双向电泳技术对棉花应答缺钾胁迫的蛋白质组进行分析。根据缺钾处理12 d子叶开始出现黄褐色斑点、16 d真叶开始出现黄褐色斑点和20 d真叶明显变黄的表型,选取这三个时间点进行缺钾处理,分别提取叶和根中的总蛋白,利用双向电泳技术对这些蛋白质进行分离,通过分析软件对双向电泳结果进行分析,得到缺钾处理与对照的差异表达蛋白点,对差异表达蛋白进行分析和统计,结果显示:棉花真叶缺钾处理12 d,14个蛋白点表达上调,8个蛋白点表达下调;缺钾处理16 d,2个蛋白点表达上调,14个蛋白点表达下调;缺钾处理20 d,36个蛋白点表达上调,21个蛋白点表达下调。棉花根系缺钾处理12 d,7个蛋白点表达上调,33个蛋白点表达下调;缺钾处理16 d,63个蛋白点表达上调,5个蛋白点表达下调;缺钾处理20d,57个蛋白点表达上调,0个蛋白点表达下调。对叶和根中上述差异表达蛋白进行质谱鉴定,成功鉴定了101个蛋白。通过数据库检索得到差异表达蛋白的功能注释,对差异表达蛋白进行功能分类,这些差异表达蛋白可能参与的生物学功能可分为10类,包括代谢过程、蛋白合成、氧化反应、胁迫应答、光合作用、信号转导、酸碱平衡、细胞分化、转录和生物钟调节。对部分差异表达蛋白进行基因表达验证,发现不同时间点,仅个别基因受缺钾胁迫诱导,表达量上调,而多数基因表达不受缺钾胁迫诱导。这些结果将为进一步研究棉花应答缺钾胁迫机理奠定基础。

关键词：棉花缺钾胁迫双向电泳蛋白质组

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

缺钾胁迫对大豆植株钾素与干物质积累的影响

中国农学通报 2015年第21期31卷 71-75页

作者：王晓君陈慧张斯文马春梅龚振平赵恩龙东北农业大学农学院哈尔滨150030 吉林广播电视大学长春130022 哈尔滨天顺生态农业投资有限公司哈尔滨150000

为了给大豆生产中合理施用钾肥提供重要理论依据和参考,本试验采用砂培方法,自大豆V3期开始,连续进行4次缺钾处理,研究了缺钾胁迫对大豆植株钾素和干物质积累的影响。结果表明：大豆V3~R1期缺钾胁迫,下部叶、柄钾素向上部转移,以供给新... 详细信息

为了给大豆生产中合理施用钾肥提供重要理论依据和参考,本试验采用砂培方法,自大豆V3期开始,连续进行4次缺钾处理,研究了缺钾胁迫对大豆植株钾素和干物质积累的影响。结果表明：大豆V3~R1期缺钾胁迫,下部叶、柄钾素向上部转移,以供给新生的上部器官,保证其生长;在R1~R3期、R3~R5期、R5~R6期缺钾胁迫,所有营养器官中的钾素均向荚果中转移,以保证其生长发育;V3~R1期、R1~R3期主要以营养生长为主,此时断钾,钾素对营养生长阶段的大豆干物质积累未有很大的影响。R3~R5期、R5~R6期为钾素对干物质积累影响最关键时期,此时断钾,干物质积累下降明显。

关键词：大豆缺钾胁迫钾素干物质

缺钾胁迫对冬油菜叶片光合作用的限制性因子分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

缺钾胁迫对冬油菜叶片光合作用的限制性因子分析

2014年中国作物学会学术年会

作者：陆志峰刘涛任涛李小坤丛日环鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院农业部长江中下游耕地保育重点实验室

为探明缺钾胁迫对冬油菜叶片光合作用的限制性因子,以甘蓝型冬油菜中双11号为材料,对缺钾(-K)和施钾(+K)条件下油菜植株形态指标,叶片叶缘和叶心部位光合作用及其限制因子,以及两个部位气孔分布特性和叶绿体超微结构进行了研究。结果表... 详细信息

为探明缺钾胁迫对冬油菜叶片光合作用的限制性因子,以甘蓝型冬油菜中双11号为材料,对缺钾(-K)和施钾(+K)条件下油菜植株形态指标,叶片叶缘和叶心部位光合作用及其限制因子,以及两个部位气孔分布特性和叶绿体超微结构进行了研究。结果表明,缺钾胁迫显著抑制了中双11号植株和叶片的生长,单株重和单叶重分别下降29.7%和22.1%。缺钾胁迫主要影响叶缘部位光合性能,而未对叶心部位造成影响。缺钾导致叶缘光合速率(A)和气孔导度(g)分别下降43.4%和35.9%,却显著增加了胞间二氧化碳浓度(C),说明气孔因子并非限制叶缘光合速率的主要原因。缺钾胁迫使叶肉导度(g)下降了42.4%,却使叶绿体二氧化碳浓度(C=145μmol mol)最高,说明叶肉导度限制也不是光合速率下降的首要原因。缺钾胁迫导致叶缘最大电子传递速率(J)、最大羧化速率(V)和磷酸丙糖的利用效率(TPU)分别下降了30.7%、43.0%和37.1%。此外,缺钾胁迫导致叶缘部位叶绿素含量和Rubisco酶活性显著降低,O产生速率显著增加。通过分析各限制因子的比例也可以发现,缺钾胁迫下油菜叶缘生化限制(B)占光合限制的43.8%,显著大于气孔导度限制(S)和叶肉限制(MC)所占的比例。由此可见,生化因子是限制光合速率的主要原因。此外,缺钾胁迫显著降低了叶缘部位气孔宽度和气孔面积,而对气孔密度和长度无影响。缺钾胁迫下油菜叶片两个部位叶绿体内均有淀粉粒积累,叶心部位叶绿体结构完整:而叶缘黄化部位破损严重,基粒片层结构模糊。缺钾胁迫下,单个叶片面积下降18.0%(叶缘黄化面积占总面积的17.6%),叶片单位时间内所能同化的CO为487.5 nmol(叶缘和叶心分别为53.2和434.3 nmol),比施钾处理下降了26.6%。以上结果表明,缺钾胁迫降低了冬油菜光合面积,通过增加生化限制(尤其是Rubisco酶活性),大幅减弱叶缘黄化部位的光合能力,同时降低光合产物的运输能力,最终抑制了植株生长。

关键词：油菜叶片叶缘和叶心缺钾胁迫光合作用限制因子

来源： cnki会议评论

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

钾素调控植物光合作用的生理机制

植物生理学报 2016年第12期52卷 1773-1784页

作者：陆志峰鲁剑巍潘勇辉鲁飘飘李小坤丛日环任涛华中农业大学微量元素研究中心农业部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

钾是植物生长发育所必需的矿质元素,在调节植物光合作用上具有重要作用。本文以影响植株光合能力变化的两个关键因子(光合面积和净光合速率)为核心,阐述钾对植物光合面积形成的生理基础,并重点分析了钾在调节叶片净光合速率限制因子(气... 详细信息

钾是植物生长发育所必需的矿质元素,在调节植物光合作用上具有重要作用。本文以影响植株光合能力变化的两个关键因子(光合面积和净光合速率)为核心,阐述钾对植物光合面积形成的生理基础,并重点分析了钾在调节叶片净光合速率限制因子(气孔导度、叶肉导度和生理生化限制)上的作用机制,同时探讨了限制因子与叶片钾含量的关系,并对有待深入研究的问题和方向进行了展望。

关键词：缺钾胁迫光合面积光合作用限制叶肉导度叶绿体