NaCl胁迫对不同倍性西瓜幼苗影响及DNA甲基化分析

【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。