收藏本站
《石河子大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

棉花幼苗γ-氨基丁酸代谢及对干旱胁迫的响应

曹让  
【摘要】:干旱缺水对作物生产造成的危害超过了其他非生物因子胁迫的总和,因此,提高作物抗旱性已成为干旱缺水地区农业可持续发展急需解决的关键问题。新疆是我国典型的干旱区,棉花是新疆最重要的经济作物,研究棉花适应干旱逆境的能力,探讨棉花抗逆生理生态机制,培育耐旱品种,已成为新疆现代植棉业迫切需要解决的重要问题。 植物体内糖代谢途径主要是通过糖酵解和三羧酸循环(TCA)进行,γ–氨基丁酸(GABA)支路和TCA循环密不可分。GABA支路对C/N分配和氨基酸代谢具有一个中心调节作用。植物中GABA被认为是一种信号传导分子,在生物和非生物逆境胁迫条件下,植物会迅速积累大量GABA。外源GABA具有缓解植物非生物胁迫的作用。所以,研究棉花幼苗GABA代谢对干旱胁迫的响应,了解棉花对干旱胁迫下的氮代谢过程,对生产中调控棉花碳氮代谢,实现棉花高产很有必要。本试验采用土培和水培的方式,在人工气候室条件下,研究抗旱性不同的2个棉花幼苗品种GABA代谢对干旱胁迫的响应,研究结果如下: 1.在持续干旱胁迫下,新陆早7号(耐旱品种)和新陆早24号(不耐旱品种)的叶水势、叶片相对含水量、根系含水量和根系活力逐渐下降,在胁迫5d降到最低,与同期处理的对照组相比较,差异达到显著水平(p0.05)。谷氨酸脱羧酶(GAD)活性在处理4d达到最大值,5d及复水后随之下降;GABA含量随着干旱胁迫天数的增加而增加,在胁迫5d上升到最大值,此时新陆早7号和新陆早24号叶片GABA含量分别比对照增加290.56%和200.31%;根系GABA含量分别比对照增加320.63%和243.81%;叶片GABA转氨酶(GABA-T)活性在胁迫前期高,随着胁迫时间的延长而下降,在胁迫3d较对照显著降低,5d下降到最低。2个品种根系的GABA-T活性变化趋势和叶片相似。复水后,2个品种叶片和根系GAD活性、GABA-T活性、GABA含量均有所恢复,其中新陆早7号比新陆早24号恢复速度快,说明耐旱型棉花品种具有较强的恢复能力。 2.棉花叶片和根系中至少存在3种内肽酶,即巯基蛋白酶、丝氨酸蛋白酶及金属蛋白酶。其中最活跃的是巯基蛋白酶。外源GABA能够显著降低棉花叶片和根系的内肽酶活性。 3.Ca(NO_3)_2、W7和TFP对棉花幼苗处理组,不同有机酸和氨基酸对棉花幼苗处理GAD活性的作用效果表现为:-1.0MPa PEG处理使棉花叶片GAD活性显著降低,10mM Ca(NO_3)_2处理使棉花叶片GAD活性显著高于对照;在-1.0MPaPEG+100mMW7+10mMCa(NO_3)_2处理下,棉花叶片GAD活性显著低于对照,证明W7对GAD活性的抑制效果最显著;在5mM谷氨酸、5mM丙氨酸、5mM甘氨酸、5mM天门冬氨酸和5mM铵离子处理组,以谷氨酸处理的棉花叶片GAD活性最高,其他氨基酸处理GAD活性略低于对照,铵离子处理的GAD活性最低;在10mM丁酸、10mM柠檬酸、10mM苹果酸和100mM草酸处理组,棉花叶片GAD活性均高于对照,GAD活性变化顺序是草酸柠檬酸苹果酸丁酸。棉花叶片中的草酸含量虽然远远高于其他有机酸,但对GAD活性影响不如苹果酸和柠檬酸显著。在钙试剂和氨基酸处理组棉花根系中GAD活性和GABA含量变化趋势和棉花叶片变化趋势相似,所不同的是变化幅度降低缓慢。 4.在-0.5MPa、-1.0MPa和-1.5MPa三种水势的PEG溶液胁迫下,棉花叶片腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量均随着胁迫水势的降低而增加,增加量的幅度大小为Put Spd Spm,且抗旱品种新陆早7号增加的幅度大于不抗旱品种新陆早24号。在-1.5MPa水势的PEG溶液胁迫下,Put的含量上升最显著,Spd次之,Spm变化幅度最小;在加入二胺氧化酶(DAO)活性抑制剂氨基胍(AG)后,棉花叶片Put、Spd和精胺Spm含量都随着胁迫水势的降低而略有上升,上升幅度最大的也是Put。Spd次之。Spm变化幅度最小;在-0.5MPa、-1.0MPa和-1.5MPa PEG溶液胁迫下,棉花叶片DAO活性在-1.0MPa时最高,在-0.5MPa最低。加入AG后,棉花叶片DAO活性几乎完全被抑制;在-1.5MPaPEG溶液胁迫下,GABA含量最高,-1.0MPa PEG溶液胁迫下的棉花叶片GABA含量次之,-0.5MPa PEG溶液胁迫下的棉花叶片GABA含量最低。 在三种水势PEG胁迫下,棉花根系的Put、Spd、Spm、GABA含量、DAO活性变化与相同水势PEG胁迫下的叶片变化基本相似,不同的是Put、Spd、Spm和GABA含量比叶片低的多,DAO活性则略低于叶片。-1.0MPa PEG溶液胁迫下的棉花叶片和根系的多胺降解途径可提供30%到40%GABA形成。 5.在持续干旱胁迫及复水条件下,新陆早7号和新陆早24号叶片和根系氮代谢关键酶活性、可溶性蛋白质含量、总氮含量、纯氮含量和游离氨基酸含量发生了较大的变化。具体表现为:在干旱胁迫下,2个品种叶片含水量逐渐降低,其中新陆早7号下降较为明显;与对照正常供水相比,新陆早7号和新陆早24号叶片和根系谷氨酰胺合成酶(GS)活性和硝酸还原酶(NR)活性都比对照显著降低。叶片和根系内肽酶活性、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性都比对照显著增加。可溶性蛋白质含量、总氮含量和铵离子含量也都比对照显著增加;持续干旱胁迫增加了2个品种叶片和根系游离氨基酸含量,新陆早7号在胁迫前期游离氨基酸含量增加慢,后期增加快,新陆早24号游离氨基酸含量的变化趋势与新陆早7号相反。复水后,新陆早7号叶片和根系含水量和硝酸还原酶活性及谷酰胺合成酶活性恢复较快,谷氨酸脱氢酶活性和内肽酶活性与游离氨基酸、铵离子、可溶性蛋白质和总氮含量下降的速度也较新陆早24号快。2个品种棉花幼苗的GABA含量与谷氨酸、脯氨酸、总游离氨基酸含量存在显著或极显著相关关系。
【学位授予单位】:石河子大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S562

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘子凡;;作物对土壤干旱胁迫适应机理的最新研究进展[J];安徽农业科学;2007年34期
2 田华;王兰;段美洋;黎国喜;;植物草酸代谢及调控研究进展[J];现代农业科技;2009年08期
3 谢志玉;张文辉;刘新成;;干旱胁迫对文冠果幼苗生长和生理生化特征的影响[J];西北植物学报;2010年05期
4 熊瑛;吕强;刘素云;陈明灿;李友军;;ABA及Ca~(2+)/CaM信使系统对高温逆境下棉苗根系生长的调控[J];干旱地区农业研究;2010年06期
5 周小梅;赵运林;周朴华;李小湘;王淑红;;水分胁迫下水稻幼苗多胺含量变化与抗旱性的关系[J];湖南农业大学学报(自然科学版);2010年01期
6 许振柱;周广胜;王玉辉;;干旱和复水对羊草碳氮分配的影响[J];气象与环境学报;2007年03期
7 张海娜;方向文;蒋志荣;冯彦皓;;柠条平茬处理后不同组织游离氨基酸含量[J];生态学报;2011年09期
8 杨建昌,张亚洁,张建华,王志琴,朱庆森;水分胁迫下水稻剑叶中多胺含量的变化及其与抗旱性的关系[J];作物学报;2004年11期
9 刘淑云;董树亭;赵秉强;李秀英;张振山;;长期施肥对夏玉米叶片氮代谢关键酶活性的影响[J];作物学报;2007年02期
10 周翔,吴晓岚,李云,张蜀秋;盐胁迫下玉米幼苗ABA和GABA的积累及其相互关系[J];应用与环境生物学报;2005年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张连晓;王树勇;黄群;刘志国;李益寿;;小麦籽粒品质影响因素研究进展[J];山东农业科学;2006年05期
2 冯波;王法宏;刘延忠;金桂芳;;氮肥运筹对小麦氮素利用效率及产量影响的研究进展[J];山东农业科学;2006年06期
3 李洪梅;孟淑华;白洪立;王西芝;王立功;张娟;;施氮量对不同强筋小麦品种产量和品质的影响[J];山东农业科学;2007年04期
4 周国勤;张应香;李宇峰;李明慧;李刚;;信阳234的籽粒灌浆特性及蛋白质、淀粉积累动态研究[J];山东农业科学;2008年01期
5 魏建林;崔荣宗;杨果;管力生;岳玉德;肖建军;;不同氮肥运筹对小麦产量及氮肥利用率的影响[J];山东农业科学;2010年09期
6 郑永美;王才斌;万更波;吴正锋;孙学武;冯昊;孙奎香;;不同形态氮肥对花生氮代谢及氮积累的影响[J];山东农业科学;2012年02期
7 侯敏;侯刚;刘学良;陈尔冉;修俊杰;;水分胁迫下氮素水平对花生产量和品质的生理生态影响[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年15期
8 曹承富,孔令聪,汪建来,汪芝寿,王瑞,甘斌杰,赵斌,赵竹;氮素水平对皖麦44产量和品质的调节效应[J];安徽农业科学;2003年06期
9 武际;郭熙盛;王允青;杨晓虎;;氮·钾配施对小麦产量的调控效应[J];安徽农业科学;2006年19期
10 谢迎新;郭天财;朱云集;王晨阳;王永华;;硫肥施用方式对冬小麦灌浆期籽粒蛋白含量动态的影响[J];安徽农业科学;2008年36期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 康喜亮;王果平;郁松林;;外源水杨酸对高温逆境下葡萄幼苗叶片钙离子水平的影响[A];中国园艺学会第十届会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2005年
2 孙洋;王绪奎;蒋建兴;;发展有机无机复混肥是我国农业增产提质的重要途径[A];江苏耕地质量建设论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姚凤娟;施氮和花后灌溉对强筋小麦籽粒产量和品质的调控效应[D];山东农业大学;2009年
2 屈会娟;砂姜黑土区小麦玉米轮作秸秆全量还田对冬小麦的生理生态效应[D];安徽农业大学;2010年
3 王成雨;氮肥水平和种植密度对冬小麦冠层结构与功能的影响[D];山东农业大学;2011年
4 张晓艳;大豆根系时空分布及垄沟施肥可行性研究[D];黑龙江八一农垦大学;2011年
5 桑子阳;红花玉兰花部性状多样性分析与抗旱性研究[D];北京林业大学;2011年
6 张韫;红松、白桦幼期对NH_4~+/NO_3~-氮源利用特点及其对生态恢复的影响机制[D];东北林业大学;2011年
7 张丽莹;水肥耦合对温室无土栽培水果黄瓜生长发育的影响及其生理机制的研究[D];内蒙古农业大学;2011年
8 刘永安;在不同氮、钾施用量和遮阴条件下麻疯树幼苗对干旱的生理生态响应[D];四川农业大学;2011年
9 邵瑞鑫;长期施氮对小麦光合特性及土壤呼吸的调控机制[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2011年
10 李国强;小麦株型建成及氮素调控研究[D];南京农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 褚坤燕;棉花氮肥利用效率研究[D];华中农业大学;2010年
2 李慧;土壤水分和灌溉水配置对冬小麦产量及水氮利用效率的影响[D];山东农业大学;2010年
3 王广昌;施氮量对小麦氮素代谢及籽粒谷蛋白大聚合体粒度分布的调节效应[D];山东农业大学;2010年
4 郑秋玲;温度胁迫对葡萄生长的影响及叶面肥喷布效应[D];山东农业大学;2010年
5 常彦莉;甘肃贝母种子发育及发芽特性研究[D];甘肃农业大学;2010年
6 梁守翠;当归开花结实习性及种子营养物质积累动态研究[D];甘肃农业大学;2010年
7 邹成林;壳寡糖对甘蔗干旱胁迫下生理生化及蛋白质差异表达的影响[D];广西民族大学;2010年
8 买买提.玉山;春小麦不同品种蛋白质、干物质积累规律及其生理特性的研究[D];新疆农业大学;2010年
9 刘伟;猪粪中铜胁迫对油菜铜积累和生理特征影响的研究[D];湖南农业大学;2010年
10 罗黄颖;三种外源物质对盐胁迫下番茄活性氧代谢及叶绿素荧光的影响[D];河北农业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜希华,陆海,高述民,李凤兰;文冠果雄性可育性相关cDNA片段的克隆与序列分析[J];北京林业大学学报;2003年05期
2 于同泉,柴丽娜,刘宗萍;水分胁迫下小麦幼苗可溶性蛋白质的表现与小麦抗旱蛋白之初探[J];北京农学院学报;1995年01期
3 郑光宇,赵荣乐;草酸诱导甜瓜对南瓜花叶病毒的系统抗性[J];北京师范大学学报(自然科学版);1999年03期
4 张生梅;;贮藏年限对种子发芽率的影响[J];长江蔬菜;2010年04期
5 张君诚;孟玉环;宋育红;刘思衡;庄伟建;;植物Ca~(2+)-CaM信号系统及其调控研究进展[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2005年04期
6 唐连顺;李广敏;商振清;池书敏;;水分胁迫对玉米幼苗膜脂过氧化及保护酶的影响[J];河北农业大学学报;1992年02期
7 李广敏,唐连顺,商振清,池书敏;渗透胁迫对玉米幼苗保护酶系统的影响及其与抗旱性的关系[J];河北农业大学学报;1994年02期
8 赵越,魏自民,马凤鸣;同一氮素水平不同NO_3~-/NH_4~+对NRA和GSA的影响[J];东北农业大学学报;2002年04期
9 王玉凤;夏吉庆;孙培灵;;糙米低温储藏技术的发展及应用前景[J];东北农业大学学报;2009年04期
10 邝立刚;黄土丘陵区生态经济林产业化模式[J];东北林业大学学报;2001年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩希英;宋凤斌;;干旱胁迫对玉米根系生长及根际养分的影响[J];水土保持学报;2006年03期
2 刘子凡;;作物对土壤干旱胁迫适应机理的最新研究进展[J];安徽农业科学;2007年34期
3 王晓冬;曹立萍;刘延迪;;干旱胁迫对真桦根系形态及生物量分配的影响[J];防护林科技;2011年05期
4 韩瑞宏,毛凯,干友民,高桂娟;干旱对草坪草的影响[J];草原与草坪;2003年01期
5 宋志荣;干旱胁迫对辣椒脂质过氧化作用及保护系统的影响[J];湖南农业科学;2003年02期
6 齐健;宋凤斌;韩希英;王晓波;;干旱胁迫下玉米苗期根系和光合生理特性的研究[J];吉林农业大学学报;2007年03期
7 孙海燕;罗兵;吴佳平;;茶多酚对干旱胁迫下黄瓜幼苗生理特性的影响[J];安徽农业科学;2007年36期
8 倪艳波;闫苗苗;魏光成;张家浩;;水分胁迫下花生部分生理指标的变化[J];安徽农业科学;2007年34期
9 祁军;宋桂龙;王琼;;应用于植被护坡的两种野生灌木抗旱适应性研究[J];安徽农业科学;2008年15期
10 金忠民;;干旱胁迫对三种冷季型草坪草保护酶的影响[J];北方园艺;2008年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马清;王锁民;;干旱胁迫下NaCl改善多浆旱生植物霸王光合作用和水分状况的研究[A];第八届博士生学术年会论文摘要集[C];2010年
2 宋凤斌;刘胜群;;苗期玉米根叶对干旱胁迫的生理响应[A];2006年中国植物逆境生理生态与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年
3 杨枝中;马逾英;米晓琴;杨莹;金丽鑫;;干旱胁迫对川白芷叶生长盛期各营养器官生物量及分配的影响[A];中华中医药学会第十届中药鉴定学术会议暨WHO中药材鉴定方法和技术研讨会论文集[C];2010年
4 程曦;王月福;赵长星;王铭伦;;不同生育时期干旱胁迫及复水后对花生光合特性和产量的影响[A];中国作物学会50周年庆祝会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
5 赵志光;陈国仓;张承烈;;活性氧和一氧化氮参与干旱胁迫诱导的小麦根尖ABA合成[A];西部地区第二届植物科学与开发学术讨论会论文摘要集[C];2001年
6 郭毅;孙大业;;干旱胁迫下水稻根尖细胞外蛋白质组学研究[A];中国蛋白质组学第三届学术大会论文摘要[C];2005年
7 杨冬艳;郝丽珍;王萍;霍宏竹;张凤兰;杨忠仁;;干旱胁迫对沙芥与斧翅沙芥膜脂过氧化及膜脂组分的影响[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
8 陈立松;刘星辉;;干旱胁迫对荔枝(Litchi chinensis Sonn.)的影响[A];中国园艺学会第十届会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2005年
9 王维;王海涛;陈建军;蔡一霞;邓世媛;张桂权;;干旱胁迫下水稻根系性状及其构型特征与产量关系研究[A];2009年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2009年
10 管雪强;李德全;束怀瑞;;干旱胁迫下光呼吸在葡萄光保护中的作用[A];中国植物生理学会第九次全国会议论文摘要汇编[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 山东省济宁市农业局 李生林 葛智锋 宋秀青;水稻干旱胁迫耐受性功能基因组研究进展[N];大众科技报;2008年
2 赵军营 孔媛;果树分根区灌溉技术原理及其发展前景[N];河南科技报;2006年
3 山东省鄄城县农业局 贾友江;培育发达根系 棚室黄瓜高产[N];河北科技报;2011年
4 访谈嘉宾 周芸 四川省水利科学研究院;将抗旱进行到底[N];中国水利报;2007年
5 秦晴;葡萄采后管理“备忘录”[N];东方城乡报;2007年
6 上海市青浦高级中学 吕昕;三种生长素对玉米试管苗根系生长作用的研究[N];大众科技报;2007年
7 杨少俊 武俊杰;浅说作物限额灌溉[N];陕西科技报;2006年
8 潘换来 潘小刚 范婷;苹果树根系生长有何规律[N];陕西科技报;2007年
9 为民;严冬要重视蔬菜根系的养护[N];河南科技报;2008年
10 白庆凤;果树抓秋管来年好丰产[N];山西科技报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹让;棉花幼苗γ-氨基丁酸代谢及对干旱胁迫的响应[D];石河子大学;2013年
2 李强;荻和芒对干旱胁迫的生理响应和适应性[D];东北林业大学;2013年
3 张春梅;外源亚精胺对干旱胁迫下番茄(Lycopersicon esculentum M.)幼苗的缓解效应及机理研究[D];西北农林科技大学;2009年
4 姬谦龙;不同基因型美国黑核桃对干旱胁迫的适应机制研究[D];山东农业大学;2002年
5 邱宗波;激光对干旱胁迫小麦幼苗的防护和修复效应及机理研究[D];西北大学;2008年
6 李清明;温室黄瓜(Cucumis sativus L.)对干旱胁迫与CO_2浓度升高的响应与适应机理研究[D];西北农林科技大学;2008年
7 赵美荣;扩展蛋白与植物激素调节的干旱胁迫下小麦细胞生长的关系研究[D];山东农业大学;2011年
8 朱维琴;矿质、有机氮营养对水稻(Oryza sativa L.)抗旱生理及根系分泌特性的影响研究[D];浙江大学;2003年
9 茹桃勤;刺槐无性系水分利用效率和适应性研究[D];北京林业大学;2007年
10 刘旦;5-氨基乙酰丙酸调控干旱胁迫下油菜幼苗生长的生理机制研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙侨南;干旱胁迫对黄瓜幼苗光合特性及活性氧代谢的影响[D];天津大学;2008年
2 赵坤;干旱胁迫条件下春大豆生理生化特性研究[D];东北农业大学;2010年
3 康涛;干旱胁迫对不同类型花生根系生长与生理特征的影响[D];新疆农业大学;2013年
4 王生毅;干旱胁迫对番茄根系水导的影响及液泡膜水通道蛋白表达量检测研究[D];西北农林科技大学;2003年
5 闫诚;拟南芥WD-40重复蛋白AtARCA和AtAGB1对干旱胁迫信号响应机理的研究[D];扬州大学;2005年
6 刘士刚;喜树幼苗在干旱胁迫下诱导蛋白和关键酶研究[D];东北林业大学;2005年
7 黄卫安;干旱胁迫下加拿大一枝黄花化感作用的研究[D];河南农业大学;2007年
8 颜淑云;紫穗槐幼苗对干旱胁迫的生理生化响应[D];兰州大学;2010年
9 覃磊;转TERF1基因糖橙抗逆性评价[D];湖南农业大学;2010年
10 李林;干旱胁迫对益母草总生物碱和黄酮含量的影响[D];东北林业大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026