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《浙江大学》 2004年
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硅提高黄瓜白粉病抗性和耐盐性的生理机制研究

魏国强  
【摘要】: 硅是植物生长的有益元素,尽管硅在农业上被作为抗病物质的研究已有很长时间,但是它的特性及其在植物中的作用方式仍不明确,硅在增强植物抗病性中的作用机理还有争议;最近的研究还表明,硅可提高大麦、小麦、玉米、水稻等作物的耐盐性,但国内外有关硅对黄瓜耐盐性影响的研究甚少,硅对作物耐盐性的影响及其机制仍不清楚。因此,本研究通过探讨施硅和诱导接种白粉菌对黄瓜幼苗的影响以及盐胁迫下施硅处理黄瓜幼苗生理生化的变化,阐明硅在抵御、缓解病害中的调控机制及提高黄瓜耐盐性的作用机理。主要研究结果如下: 1.接种白粉病菌(Sphaerotheca fuliginea)后,抗/感病品种施硅处理叶片的超氧自由基(O_2~-)产生速率、H_2O_2和丙二醛(MDA)含量明显低于不施硅处理,施硅提高了叶片抗坏血酸过氧化物酶(APX)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性;施硅显著提高抗病品种津春4号叶片脱氢抗坏血酸还原酶(DR)活性,但对感病品种ZJ02-09的DR活性影响不大;施硅降低黄瓜叶片中抗坏血酸(AsA)含量,但提高了还原型谷胱甘肽(GSH)含量。无论接种与否,施硅处理SiO_2的含量显著高于不施硅处理。施硅能显著降低感病品种的白粉病病情指数,提高其对白粉病的抗病能力。 2.接种白粉病菌(Sphaerotheca fuliginea)后,黄瓜抗/感病品种叶片的叶绿素含量、Fv/Fm、PSII、Fv/Fo、NPQ和qP明显降低,施硅处理提高了叶绿素含量、Fv/Fm、PSII、Fv/Fo和NPQ,并显著提高抗病品种津春4号叶片的qP值。 3.接种白粉病菌(Sphaerotheca fuliginea)后,黄瓜抗/感病品种叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活性明显升高,抗病品种津春4号叶片的酶活性明显高于感病品种ZJ02-09;伴随酶活性的变化,阿魏酸、绿原酸、HRGP、木质素、总酚和类黄酮含量也明显增加;施硅能显著提高黄瓜感病品种叶片中PAL和PPO活性,但施硅对抗病品种酶活性的影响不显著。 4.黄瓜感病品种ZJ02-09幼苗第2叶喷施20mmol·L~(-1)K_2SiO_3溶液后,叶片中几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性明显升高,并诱导第3、4片叶中几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性增强,从而抵制以后白粉菌(Sphaerotheca fuliginea)的侵入。上述结果表明,几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性与诱导系统抗病直接相关。喷施20mmol·L~(-1)K_2SiO_3溶液能安全、有效地诱导黄瓜抵抗白粉病。 硅提高黄瓜对白粉病抗性的可能作用机理是:在黄瓜-白粉菌的相互作用中,硅参与了植物的代谢或生理活动,诱发植物产生对病原菌的一系列抗性反应,增强植株的系统抗病性,从而抑制白粉病菌对黄瓜的危害。 5.盐胁迫抑制黄瓜幼苗生长,加硅处理幼苗地上部相对生长速率明显大于不加硅处 理。盐胁迫显著降低叶片叶绿素含量、净光合速率(即)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs) 和光系统H光合电子传递量子效率(中PSH),加硅提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片叶绿 素含量、pn、Tr、Gs以及叶绿素荧光参数ps 11、Fv压m、Fv用。、qp和NPQ。盐胁迫 显著增加叶片细胞间隙CO:浓度(Ci),加硅处理叶片的Ci值显著小于不加硅处理。盐 胁迫下黄瓜叶片中脯氨酸和可溶性糖含量显著增加,加硅降低了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片 中脯氨酸和可溶性糖含量。说明硅有利于黄瓜对光能的捕获和转换,明显促进植物生长, 降低盐胁迫对黄瓜的抑制作用。 6,在盐胁迫条件下,加硅处理黄瓜幼苗叶片中02一产生速率、电解质渗透率、HZOZ 和MDA含量显著低于不加硅处理;加硅处理黄瓜叶片中AsA和GSH含量明显高于不 加硅处理;加硅提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片中”X、DR、SOD、GPX和谷肤甘肤过 氧化物酶(GR)活性;加硅对盐胁迫下黄瓜幼苗中CAT活性影响不大。因此,可以推 论,盐胁迫下加硅处理黄瓜幼苗叶片中较高的AsA、GSH含量和较高的”x、DR、SOD、 GPX和GR活性,较低的02一产生速率、电解质渗透率、HZO:和MDA含量与硅提高 黄瓜幼苗的耐盐性有关。硅可能参与了植物的代谢或生理活动。 7.经50 mmol·L-,NaCI分别处理5、10d后,2个黄瓜品种幼苗地上部和根系Ca、K、 Zn等元素含量明显下降,Na、Cl、Mn等元素含量显著高于CK,加硅显著提高盐胁迫 下黄瓜幼苗地上部和根系Ca、K、Zn等元素含量,并降低Na、Cl、Mn等元素含量; 硅提高盐胁迫下黄瓜植株的干物质量和相对含水量,显著改善了盐胁迫下黄瓜植株的养 分平衡状况。2个黄瓜品种地上部和根系P、Ca、Mg、K、Na、Si、Cl等元素浓度变化 均无明显差异,而地上部N元素及根系Mn元素含量变化方面存在差异。 8.盐胁迫严重抑制黄瓜幼苗生长,根细胞质膜H+一ATPase、液泡膜H十一ATPase、H气PPase 和ca2+一ATPase活性明显降低。硅处理提高盐胁迫黄瓜根质膜H+一ATPase活性,减缓盐 胁迫对根系生长的抑制作用;此外硅处理提高盐胁迫黄瓜根液泡膜H气ATPase、 H气PPase、C扩气ATPase活性,一定程度上维持了液泡膜质子泵活性,有效地防御了细 胞质酸化,这可能是硅提高黄瓜耐盐性的一个重要因素。 9.在盐胁迫条件下,黄瓜幼苗根系细胞质膜H十一ATPase活性降低、NADH和NADPH 氧化速率,Fe(c哟63一
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S642.2

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【引证文献】
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【共引文献】
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9 林少航;外源甲基紫精对盐胁迫下黄瓜叶片抗氧化酶与DNA甲基化的影响[D];山东农业大学;2010年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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2 张敏;李荣锦;黄利斌;季永华;窦全琴;钱猛;方炎明;;NaCl胁迫下构树幼苗液泡膜生理生化响应(英文)[J];林业科学;2009年08期
3 马挺军,向远寅,王沙生;盐胁迫对胡杨液泡膜H~+ATPase水解活性的影响[J];新疆农业大学学报;2003年02期
4 李妍;;液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白研究进展[J];安徽农学通报;2007年05期
5 胡军瑜;王俊刚;张树珍;杨本鹏;;液泡膜转运蛋白结构与功能的研究进展[J];河南农业科学;2009年06期
6 郭房庆,黄昊,汤章城;NaCl胁迫对小麦抗盐突变体根液泡膜H~+ ATP酶和H~+ PP酶活性的影响[J];植物生理学报;1999年04期
7 尹汉文;郭世荣;刘伟;陈海丽;;枯草芽孢杆菌对黄瓜耐盐性的影响[J];南京农业大学学报;2006年03期
8 赵福庚,孙诚,刘友良,刘兆普;盐胁迫对大麦幼苗质膜、液泡膜上共价和非共价结合多胺含量的影响(英文)[J];植物学报;2000年09期
9 余和芬,陈珈,王学臣;盐胁迫对豌豆根液泡膜H~+-ATPase活性及含量的影响(英文)[J];植物学报;2001年06期
10 黄彩变;王朝辉;李生秀;;植物液泡硝态氮累积的营养和生理学意义[J];土壤;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王丽萍;郭世荣;刘书仁;田婧;孙锦;阳燕娟;;不同砧木对盐胁迫下黄瓜幼苗生长及谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响[A];中国园艺学会2010年学术年会论文摘要集[C];2010年
2 程周超;顾兴芳;黄三文;张忠华;张圣平;苗晗;;黄瓜和甜瓜比较图谱的构建[A];庆祝中国园艺学会创建80周年暨第11次全国会员代表大会论文摘要集[C];2009年
3 任瑞星;王蕊;邢振建;许建德;;低温诱导在唐山秋瓜育种中的效果研究[A];庆祝中国园艺学会创建80周年暨第11次全国会员代表大会论文摘要集[C];2009年
4 王瑞;林毓娥;黄河勋;梁肇均;;华南型黄瓜雌性性状分子标记初报[A];庆祝中国园艺学会创建80周年暨第11次全国会员代表大会论文摘要集[C];2009年
5 张兴国;邓小燕;邵长文;孙涌栋;梅茜;苏承刚;;CBF3和Cor15A基因导入黄瓜[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
6 张兴国;邵长文;孙涌栋;苏承刚;;基因Cor15A和CBF3导入黄瓜基因组[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
7 杜胜利;韩毅科;魏爱民;张桂华;高述民;陈启民;;黄瓜离体雌核发育早期的特异蛋白研究[A];中国农业生物技术学会第三届会员代表大会暨学术交流会论文摘要集[C];2006年
8 邱淮海;;“微力特”液体生物菌剂在黄瓜上的肥效试验研究[A];江苏土壤肥料科学与农业环境[C];2004年
9 王永健;陈青君;张锋;;黄瓜遗传育种研究的现状和发展趋势[A];全国蔬菜遗传育种学术讨论会论文集[C];2002年
10 丁莲;张小兰;;黄瓜HANABA TARANU(HAN)基因的克隆与分子功能分析[A];中国园艺学会2011年学术年会论文摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 健康时报特约记者 陈锦屏 刘伟俊;吃黄瓜别扔黄瓜把儿[N];健康时报;2006年
2 潘继兰;培育黄瓜壮苗技法[N];新疆科技报(汉);2008年
3 袁国杰;黄瓜要根据叶片数量留瓜[N];河南科技报;2009年
4 高碑店市新城镇武家村 王建明;春小拱棚黄瓜后期管理经[N];河北科技报;2009年
5 晓虎;怎样防治黄瓜“花打顶”[N];保定日报;2009年
6 相子瑞 张磊;黄瓜育种富了后迟人[N];德州日报;2010年
7 蓝天;如何防止黄瓜味苦[N];山西科技报;2005年
8 陈秋娇;夏黄瓜高产栽培要领[N];山西科技报;2005年
9 永年报农种植专业合作社 吕志军 永年县西河庄乡善寨村 张学民;黄瓜主要病害的防治[N];河北农民报;2011年
10 谭家峰;佳蔬良药话黄瓜[N];民族医药报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏国强;硅提高黄瓜白粉病抗性和耐盐性的生理机制研究[D];浙江大学;2004年
2 李望丰;SsNHX1基因在紫花苜蓿中的表达及其耐盐性研究[D];东北师范大学;2010年
3 许海霞;小麦Na~+/H~+逆转运蛋白的功能分析[D];河南农业大学;2009年
4 李平华;盐胁迫下盐地碱蓬液泡膜质子泵表达分析及过量表达SsNHX1-AVP1对拟南芥耐盐性的影响[D];山东师范大学;2003年
5 何勇;设施番茄盐毒害及缓解机理研究[D];浙江大学;2008年
6 沈鹏;水稻磷脂酶Dα1在耐盐中的作用及其机理研究[D];南京农业大学;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 章文华;植物对离子毒害的适应机理及调节[D];南京农业大学;2001年
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙丽娜;水杨酸对盐胁迫下黄瓜生长发育及超微结构影响的研究[D];东北农业大学;2005年
2 王玉清;NO提高黄瓜耐盐性的生理机制研究[D];浙江大学;2005年
3 张立芙;盐胁迫和黄瓜根系分泌物对土壤微生物的影响[D];东北农业大学;2009年
4 段崇香;日光温室黄瓜有机基质栽培合理基质配方及需肥特性的研究[D];山东农业大学;2002年
5 王娟;黄瓜穴盘苗徒长机理及控制技术的研究[D];山东农业大学;2003年
6 陈彤;HBsAg S基因克隆及基因转化用黄瓜的组织培养[D];河北大学;2003年
7 张国广;农杆菌介导的Chi和Glu基因转化黄瓜的研究[D];华中农业大学;2004年
8 胡有贞;盐穗木液泡膜质子泵基因转化拟南芥的耐盐性分析[D];新疆大学;2010年
9 国艳梅;黄瓜苦味遗传规律研究及AFLP分子标记[D];东北农业大学;2003年
10 罗兵;壳聚糖对黄瓜品质、产量及蔗糖代谢的影响[D];南京农业大学;2003年
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