低溫脅迫與鍛煉對(duì)草莓生理特性的影響和草莓幾丁質(zhì)酶基因的克隆.pdf

1、草莓是目前果樹(shù)保護(hù)生產(chǎn)中種植面積最大的一個(gè)樹(shù)種，由于南方冬季溫度較高，草莓的越冬保護(hù)措施不嚴(yán)格，再加上溫室的低溫逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，草莓在栽培過(guò)程中往往會(huì)受到偶發(fā)性的短時(shí)低溫傷害，從而給草莓生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。但是關(guān)于低溫對(duì)草莓的影響和低溫鍛煉提高草莓抗寒性的研究至今還未見(jiàn)報(bào)道。 本試驗(yàn)以草莓栽培品種‘章姬”(Fragaria ananassa cv．Toyonaka)和‘豐香’(Fragaria ananassa cv．Akihime)為

2、試材，研究0"C低溫脅迫對(duì)草莓離體葉片抗氧化代謝的影響以及0℃、4℃和10℃三種不同溫度低溫鍛煉和脫鍛煉下體內(nèi)所發(fā)生的各種生理生化變化，以探索草莓抗寒性形成的生理生化機(jī)制。 低溫鍛煉將誘導(dǎo)幾丁質(zhì)酶等病程相關(guān)蛋白，而且?guī)锥≠|(zhì)酶是一種雙功能酶，在抗寒過(guò)程中也發(fā)揮著重要的作用。因此，本試驗(yàn)擬從草莓葉片中克隆出幾丁質(zhì)酶基因，為進(jìn)一步從分子水平上研究幾丁質(zhì)酶在低溫鍛煉期間提高草莓抗寒性的作用奠定基礎(chǔ)。研究的主要結(jié)果如下： (1)低

3、溫脅迫使O<,2><'->，H<,2>O<,2>，細(xì)胞脂膜相對(duì)透性(PMP)，MDA含量明顯增加，葉綠素(Chl)和類(lèi)胡蘿卜素(Car)含量減少，說(shuō)明O<,2><'->，H<,2>O<,2>含量的增加以及Chl，Car含量的降低與生物膜的損傷相關(guān)。 (2)低溫脅迫啟動(dòng)了草莓體內(nèi)抗氧化防御體系，草莓葉片內(nèi)游離脯氨酸，可溶性糖，可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)迅速增加，除‘章姬’葉片內(nèi)的脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)和谷胱甘肽還原酶(GR)

4、活性以及抗壞血酸(AsA)含量，AsA/DHA比率較對(duì)照有輕微下降外，各種抗氧化酶活性和抗氧化劑含量增加，從而共同協(xié)調(diào)減輕低溫脅迫對(duì)草莓造成的氧化損傷。 (3)各種抗氧化酶活性在脅迫初期迅速提高是植物對(duì)外界環(huán)境的一種應(yīng)激和自我保護(hù)反應(yīng)。 (4)在抗壞血酸一谷胱甘肽循環(huán)(AsA-GSH cycle)中，抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)對(duì)環(huán)境變化非常敏感，具有較強(qiáng)的氧化AsA的能力，單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)是再生AsA

5、的主要酶。 (5)在低溫脅迫下，栽培品種‘豐香’較‘章姬’具有更強(qiáng)的抗低溫脅迫能力。 (6)低溫鍛煉對(duì)膜造成了一定程度的傷害，但這種損傷具有可逆性，在脫鍛煉后，其損傷程度有所降低。 (7)低溫鍛煉使草莓體內(nèi)可溶性糖，可溶性蛋白質(zhì)和游離脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化劑AsA含量增加，SOD，CAT，POD，APX，脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)，MDHAR和谷胱甘肽還原酶(GR)等抗氧化酶活性增加，從而增強(qiáng)膜結(jié)構(gòu)

6、的穩(wěn)定性，提高植物的抗寒性。脫鍛煉后幼苗還具有較強(qiáng)的清除活性氧的能力。 (8)低溫鍛煉期間，AsA/DHA比率增加，從而增強(qiáng)了草莓葉片內(nèi)AsA-GSH循環(huán)清除H<,2>O<,2>能力。 (9)通過(guò)．PCR技術(shù)，從草莓‘豐香’和‘章姬’葉片中分別克隆了1個(gè)幾丁質(zhì)Ⅱ類(lèi)基因，測(cè)序結(jié)果表明，克隆片段長(zhǎng)度為1575bp。結(jié)構(gòu)分析表明，兩個(gè)基因的實(shí)際長(zhǎng)度為988bp，含2個(gè)外顯子和1個(gè)內(nèi)含子。序列同源性分析表明，兩者的核苷酸同源性為