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根区低温对番茄幼苗矿质元素吸收运输的影响

张佩茹  
【摘要】:在我国北方早春季设施生产中由于土壤等的缓冲作用,存在土壤温度回温较慢的现象。低温胁迫下,植物根系对于感知根区温度变化更敏感,根区温度的小幅度变化就能直接引起根系发生一系列形态结构和生理生化变化,降低水分和养分的吸收传导速率,同时根系还可以感受、识别根区低温信号,并向地上部传导,降低光合速率,进而影响地上部的生长发育。本研究以番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)品种‘辽园多丽’幼苗为试材,进行不同根区温度处理,以探讨根区低温对番茄植株矿质元素吸收运输的影响。试验结果如下:1.明确根区低温对番茄幼苗矿质元素含量的影响。根区低温(7℃和13℃)处理番茄幼苗:抑制了根系中N、P、K、Mg元素的含量,提高了Ca素的含量;茎中5种矿质元素的含量都减少;抑制了叶片中N、K、Ca、Mg元素含量,但却提高了叶片中P元素的含量;并且各元素含量随着处理时间增长,呈现不同的变化趋势,7℃处理对其影响更显著,影响矿质元素在根茎叶器官中的积累和分配。2.明确根区低温对番茄幼苗根茎解剖结构的影响。根区低温(7℃和13℃)处理9d时,番茄根系导管的数目和直径与对照(19℃)相比发生明显下降,维根比减少,皮层厚度增大,增加了根吸收水分和养分径向阻力;茎中导管直径有小幅度下降,减少了水分和养分轴向运输速率。3.明确根区低温对番茄幼苗根系水通道蛋白含量的影响。利用RT-PCR对番茄根系水通道蛋白基因的表达量进行分析:根区低温7℃处理下,SLTIP2.3、SLTIP3.2、SLTIP4.1、SLNIP1.7、SLNIP5.1、SLPIP1.2、SLPIP1.5、SLPIP2.10上调表达,SLTIP1.1、SLNIP2.1下调表达;而13℃处理下,只有SLNIP2.1下调表达,其余基因全部上调表达。这些基含量增加有利于增加细胞途径的水分运输。4.明确根区低温对番茄幼苗激素含量及ABA信号传导组分基因表达的影响。番茄植株在根区低温处理下,根茎叶中激素含量总体上均有不同程度下降,其中ABA、IAA、DHZR在各器官中含量相对较高受低温影响较大,ABA在各器官变化程度最大,从而有利于提高对低温的耐受性;对ABA信号转导组分SlPYL、SlPP2C和SlSnRK2基因表达量进行测定,发现三个家族基因在不同器官中对根区低温的响应情况不同,有些基因被根区低温诱导表达,有些则被抑制,说明根系感知低温可以通过ABA信号通路向上传导,进而影响地上部的生长发育。


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