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《南京农业大学》 2007年
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利用耐盐砧木培育的嫁接黄瓜耐盐生理生化特性研究

杨立飞  
【摘要】: 近年来,黄瓜设施栽培发展迅速,已成为农民增收的一条重要途径,然而随着种植年限的增加,由于设施栽培的特点以及生产者不合理的肥料使用、栽培管理措施不当,设施内土壤在一年中有较长时间得不到雨水淋洗,致使盐分集聚,引起土壤次生盐渍化,导致黄瓜生长发育受到抑制,严重影响其产量和品质。研究表明,嫁接可以增强蔬菜作物的抗逆性,利用耐盐砧木进行黄瓜嫁接栽培是克服设施土壤次生盐渍化的一条有效措施。黄瓜是设施栽培的主要蔬菜之一,近年来关于黄瓜嫁接技术、嫁接效果鉴定以及抗病性方面进行了一些研究,但是在嫁接黄瓜耐盐性有关的生理生化机制研究方面,国内外尚鲜有报道。本试验以营养液培黄瓜自根植株和嫁接植株为材料,比较了100 mmol/LlNaCl胁迫下自根植株和嫁接植株相关生理生化特性的变化,试验设4个处理,①营养液栽培接穗自根植株(O1),②营养液栽培接穗自根植株+NaCl(O2),③营养液栽培嫁接植株(G1),④营养液栽培嫁接植株+NaCl(G2)。。 1.在离子吸收及分布特性方面,NaCl胁迫下,嫁接植株(G2)生物量受抑制较轻。NaCl胁迫后,黄瓜嫁接(G2)、自根植株(O2)各器官Na~+、Cl~-含量均显著高于对照;G2除根系Na~+含量显著高于O2外,其余各器官均显著低于O2;G2老叶、叶柄和根系的Cl~-含量显著低于O2;G2的根是主要的聚Na~+部位,茎是主要的聚Cl~-部位;G2幼叶和根的K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量均显著高于O2;G2的K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+、Mg~(2+)/Na~+值均显著高于O2。以上结果表明,黄瓜嫁接植株具有较强的耐盐性主要是由于盐离子在根系和茎中的含量较高及其对K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的选择性吸收、运输较强,因此,嫁接植株在器官水平上盐分离子分布的区域化优于自根植株,嫁接植株耐盐性强于自根植株。 2.研究结果表明,NaCl胁迫下,嫁接植株(G2)的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、叶绿素含量显著高于黄瓜自根植株(O2);虽然NaCl胁迫抑制光合作用,但嫁接植株仍表现出优势;G2叶片游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量均显著高于O2,渗透调节能力相对较强;O2和G2叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性发生明显变化,或被诱导上升,或被抑制下降,G2叶片(SOD、POD、CAT和APX)酶活性均显著高于O2,O_2·~-产生速率及丙二醛(MDA)含量显著低于O2,G2膜脂过氧化轻于O2。 3.多胺是生物体代谢过程中产生的低分子量生物活性物质,它们在植物的生长发育、形态建成以及对逆境的响应方面有重要的作用。NaCl胁迫下黄瓜嫁接植株叶片中游离态腐胺(Put)含量除了在胁迫后2d与自根植株无显著差异外,其余胁迫时间均显著高于自根植株;嫁接植株叶片中游离态亚精胺(Spd)和游离态精胺(Spm)含量在整个胁迫期间均显著高于自根植株;游离态多胺总量(PAs)在胁迫后第4天出现峰值。嫁接植株叶片中游离态Put/PAs值除了在胁迫后4d与自根植株无显著差异外,其余胁迫时间均显著低于自根植株,而(Spd+Spm)/Put值在整个胁迫期间均显著高于自根植株。嫁接植株叶片中结合态和束缚态Put、Spd、Spm在整个胁迫期间均显著高于自根植株;结合态和束缚态PAs在胁迫后第6天出现峰值。结合态多胺的Put/PAs值和(Spd+Spm)/Put值变化趋势与游离态多胺一致;嫁接植株束缚态Put/PAs值在胁迫后6d与自根植株无显著差异,其余胁迫时间均显著低于自根植株,而(Spd+Spm)/Put值在整个胁迫期间均显著高于自根植株。表明黄瓜嫁接植株表现出较强的耐盐特征。 4.NaCl胁迫下黄瓜嫁接植株根系中游离态腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量在整个胁迫期间均显著高于自根植株;游离态多胺总量(PAs)在胁迫后第4天出现峰值。嫁接植株游离态Put/PAs值除了在胁迫后2d与自根植株无显著差异外,其余胁迫时间均显著低于自根植株,而(Spd+Spm)/Put值除了在胁迫后2d与自根植株无显著差异外,其余胁迫时间均显著高于自根植株。嫁接植株结合态和束缚态Put、Spd、Spm在整个胁迫期间均显著高于自根植株;结合态PAs在胁迫后第6天出现峰值,而束缚态PAs在胁迫后第8天出现峰值。嫁接植株结合态多胺的Put/PAs值在整个胁迫期间均显著低于自根植株,而(Spd+Spm)/Put值在整个胁迫期间均显著高于自根植株;嫁接植株束缚态Put/PAs值在胁迫后4d至10d均显著低于自根植株,而(Spd+Spm)/Put值在整个胁迫期间均显著高于自根植株。 5.许多研究表明,盐胁迫下植物内源激素的变化与植物耐盐性密切相关,ABA、GA、IAA对提高植物耐盐性具有重要作用,盐胁迫下维持较高ABA水平与ABA/GA比值,对于抵御盐胁迫有重要意义。NaCl胁迫下,嫁接植株ABA和IAA含量一直表现上升趋势,而自根植株则表现为先上升后下降,嫁接植株积累ABA快速,并且在盐胁迫初期表现明显,嫁接植株对盐胁迫有较快的感知性,通过信号转导,快速启动一系列抗逆相关基因的表达,调控植株应答逆境环境。嫁接植株叶片、根系和伤流液中ABA/GA值和IAA含量在整个胁迫期间均显著高于自根植株,而GA含量则显著低于自根植株,由以上研究结果可以看出,NaCl胁迫下嫁接植株体内较高的ABA、ABA/GA值及IAA含量和较低的GA含量与嫁接植株较强的耐盐性有关。 6.对嫁接植株和自根植株在NaCl胁迫下叶片可溶性蛋白质进行双向电泳(2-DE)对比研究。利用光密度仪对考马斯亮蓝染色的凝胶扫描,通过PDQuest软件进行蛋白斑点检测和配比,结果表明,NaCl胁迫后2d在嫁接植株叶片内产生了16个与胁迫有关的特异蛋白质点,其表观分子量分别为110.6 kD、89.7 kD、76.5 kD、56.4 kD、49.4 kD、39.6 kD、36.2 kD、35.8 kD、34.7 kD、34.4 kD、34.3 kD、33.4 kD、22.7 kD、19.8 kD、15.9 kD、12.9 kD。通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定发现分子量为39.6 kD(编号为6)的蛋白质点与甲基转移酶(O-methyltransferase)相匹配[序列号为P47917;分子量(Mw)为39.58 kD;等电点(PI)为5.54]。甲基转移酶与植物的耐盐性有关。此外,在嫁接植株叶片内的其余多数蛋白质,均表现出表达上调。以上结果表明,嫁接植株在NaCl胁迫下不仅产生了一系列新的蛋白质,而且在其余多数蛋白质的合成上均表现出上调趋势,从而增强其耐盐性。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S642.2

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【引证文献】
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3 乔卫云;黄瓜嫁接后要割断黄瓜根[N];河南科技报;2008年
4 王志军;嫁接黄瓜高产法[N];山西科技报;2001年
5 莫华;嫁接黄瓜小心闹病[N];山西科技报;2003年
6 王玉堂;大棚黄瓜嫁接后管理概要[N];河北农民报;2008年
7 ;大棚黄瓜嫁接后如何管理[N];吉林农村报;2009年
8 灵子;大棚黄瓜嫁接后咋管理[N];新疆科技报(汉);2009年
9 山东省枣庄市山亭区城头镇农技站 孙言峰;怎样提高设施黄瓜嫁接苗成活率[N];河北科技报;2010年
10 杨光辉;黄瓜嫁接产量大增[N];山西科技报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨立飞;利用耐盐砧木培育的嫁接黄瓜耐盐生理生化特性研究[D];南京农业大学;2007年
2 高俊杰;低温胁迫和盐胁迫下嫁接黄瓜(Cucumis sativus L.)抗氧化的分子机制[D];山东农业大学;2008年
3 刘正鲁;耐盐砧木嫁接提高茄子(Solanum melongena L.)幼苗耐盐性的生理机制研究[D];南京农业大学;2008年
4 王丽萍;砧用南瓜提高黄瓜嫁接苗耐盐性的生理机制及蛋白质组学研究[D];南京农业大学;2012年
5 马翠兰;柚(Citrus grandis Osbeck)对盐胁迫的生理反应及适应性研究[D];福建农林大学;2002年
6 钟兰;盐胁迫下小麦幼苗的生理生化特性及表观遗传学研究[D];武汉大学;2009年
7 陆一鸣;短芒大麦盐胁迫相关基因的克隆及其功能分析[D];中国人民解放军军需大学;2003年
8 严顺平;水稻响应盐胁迫和低温胁迫的蛋白质组研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2006年
9 刘永霞;硅对金丝小枣盐胁迫的缓解效应及其机理[D];南京林业大学;2007年
10 吴雪霞;外源一氧化氮对盐胁迫下番茄幼苗生理特性影响的研究[D];南京农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡淑明;多胺对草莓耐盐性的影响[D];河北农业大学;2005年
2 孟长军;盐胁迫下樱桃番茄苗期生理生化特性的研究[D];西北农林科技大学;2007年
3 徐锴;外源GA_3和SA对NaCl胁迫下草莓生理生化特性的影响[D];甘肃农业大学;2006年
4 范玲玲;四种柃属植物(Eurya)的耐盐性研究[D];南京林业大学;2008年
5 姜涛;两种砧木黄瓜嫁接苗耐盐性的研究[D];内蒙古农业大学;2008年
6 刘行;金露梅耐盐生理特性研究[D];河北农业大学;2009年
7 刘燕;黄瓜嫁接苗对NO_3~-胁迫的生理响应[D];山东农业大学;2010年
8 张洁宝;外源Ca~(2+)和EGTA对NaCl胁迫下辣椒种子萌发和幼苗生理生化特性的影响[D];甘肃农业大学;2007年
9 徐晓洁;外源ALA对NaCl胁迫下番茄植株生理生化特性的影响[D];西北农林科技大学;2008年
10 杨涓;盐胁迫下枸杞糖蛋白及糖代谢变化的研究[D];宁夏大学;2004年
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