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NaCl胁迫对不同倍性西瓜幼苗影响及DNA甲基化分析

朱红菊  
【摘要】:本研究以三组不同倍性(二倍体、三倍体、四倍体)西瓜幼苗作为研究对象,用0、100、200、300、400mmol.L~(-1)浓度的NaCl处理幼苗,研究NaCl胁迫过程中不同倍性西瓜幼苗抗氧化酶活性、叶绿素含量、离子含量在NaCl胁迫下的差异,观察NaCl胁迫后不同倍性材料叶片超微结构,利用MSAP法研究不同倍性材料NaCl胁迫后的DNA甲基化变化,通过上述研究发现不同西瓜幼苗耐盐的机理,为西瓜育种、盐分胁迫研究提供理论依据。本试验取得以下主要研究结果: 1.NaCl胁迫下不同倍性西瓜幼苗生理生化指标的变化: 1.1NaCl胁迫下不同倍性西瓜幼苗受伤害程度:随着NaCl浓度的增加,西瓜幼苗受害指数也随着增大。在400mmol.L~(-1)NaCl浓度下,2x的受伤害指数达到了6.03,一部分植株已经枯死。不同倍性材料受伤害程度不同,从形态学指标分析结果表明,耐盐性4x>3x>2x。 1.2NaCl胁迫后SOD活性变化规律:随着胁迫天数的增加SOD的活性增大,但是变化幅度较小,在三种倍性材料中基本呈现先增加后减小趋势,NaCl浓度的大小对其变化规律影响不大。三个倍性之间差别不大。 1.3NaCl胁迫后POD活性变化规律:NaCl胁迫下,2xPOD活性变化规律不是很明显。在高盐浓度时,POD活性随着胁迫天数增加明显的增大,三个倍性材料均第8天达到最大值,4x的变化趋势最明显,并且4xPOD活性最高,POD活性4x>3x>2x,与形态学指标相符。 1.4NaCl胁迫后PAL活性的变化规律:低盐浓度对PAL活性影响较小,PAL活性在高盐浓度变化显著。高盐浓度下,PAL活性才随着胁迫天数的增加而增大,PAL活性4x>3x>2x。并且PAL活性受种植条件以及品种不同的影响。 1.5随着胁迫天数的增加,三组材料中MDA含量的变化趋势一致,在三组材料中不同倍性之间的MDA含量2x>3x>4x,多倍体具有耐盐优势。 1.6NaCl胁迫后叶绿素含量的变化:叶绿素含量受低盐浓度影响较小,高盐浓度条件下,叶绿素含量随着NaCl胁迫天数的增加而逐渐减小,三个倍性材料变化趋势一致,并且在各个倍性之间没有明显的差异。 2.4x幼苗在处理后叶片组织中的Na~+含量高于2x和3x,高盐浓度下西瓜幼苗叶片内的K~+含量4x>2x>3x,NaCl胁迫下,2x在对Ca~(2+)的调控没有4x强,流失了很多Ca~(2+),所以遭到破坏的程度要比4x严重。在NaCl胁迫后4x相对于2x来说K~+/Na~+比值较低而Na~+/Ca~(2+)比值较高,因而NaCl处理后表现出比2x更高的抗性。 3.随着NaCl浓度的增加,叶片细胞中叶绿体形态发生变化,基粒片层松散、叶绿体缩短变圆、膜结构受损,同时叶绿体中的嗜饿颗粒也随着增多。在相同的NaCl浓度处理下,2x叶绿体受伤害最严重,3x和4x受伤害程度相似,随着NaCl浓度的加深,植株内叶绿体的受伤害程度增加,这在2x中表现的最为明显。 4.随着NaCl浓度的增加,西瓜幼苗基因组DNA全甲基化率、半甲基化率、总甲基化率都随着降低,三个倍性材料之间差异不明显,但是同一NaCl浓度处理下甲基化率2x>4x>3x。NaCl胁迫后DNA的去甲基化比率降低,超甲基化比率升高,并且其变化幅度是4x>3x>2x。


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