質外體H2O2介導CO2加富緩解番茄鹽害的機制研究.pdf

1、自工業(yè)革命之后，由于化石燃料的使用，大氣中CO2濃度不斷增加，導致氣溫升高、海平面上升、土壤鹽漬化等一系列問題。CO2作為植物光合作用的原料之一，其濃度變化對植物的生長發(fā)育及抗逆性有重要的影響。土壤鹽漬化是影響農作物產量品質的關鍵因素之一，近年來隨著設施農業(yè)的快速發(fā)展，設施土壤鹽漬化問題也越來越嚴重，并成為制約設施農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的障礙之一。盡管目前已有大量研究旨在揭示CO2加富對植物生長發(fā)育的影響，但研究CO2加富對植物應對鹽脅迫影響的

2、工作還相對較少，其中的機制也有待闡明。本文以典型的設施蔬菜番茄（Solanum lycopersicum L.）為研究對象，采用在人工光照培養(yǎng)箱內水培的方式，通過植物葉綠素熒光、熒光顯微鏡、透射電鏡(TEM)、原子吸收光譜法(AAS)等生理生化及分子生物學手段研究了CO2加富對番茄耐鹽能力的影響并對其機制進行了初步探討。所得主要結果如下:
　　1.明確了CO2加富能夠緩解番茄鹽脅迫。我們發(fā)現(xiàn)生長在CO2(760μL/L)加富環(huán)境下

3、的番茄和生長在對照(380μL/L)環(huán)境下的番茄相比，干物質產量、光合能力前者均顯著高于后者，相對電導率顯著低于后者。通過原子吸收分光光度計測定根、莖、葉中積累的Na、K含量發(fā)現(xiàn)，CO2加富顯著減少Na在植物體內的積累，K含量基本不變，Na/K顯著下降。這些結果表明CO2加富提高番茄的耐鹽能力。同時我們還發(fā)現(xiàn)，CO2加富上調根和葉片RBOH1的表達并提高根和葉柄中ROS的積累。
　　2.研究了質外體H2O2在CO2加富緩解番茄鹽脅

4、迫中的作用。通過病毒誘導的基因沉默(VIGS)技術，構建了RBOH1沉默植株(pTRV-RBOH1)。沉默RBOH1之后，由CO2加富及鹽害誘導的ROS在根、莖及葉柄中的積累明顯減少，同時葉片細胞質外體H2O2的積累也下降。鹽脅迫之后，CO2加富提高pTRV植株的干物質產量、光合能力、葉片水勢，降低相對電導率，減少細胞死亡。此外，CO2加富顯著減少pTRV植株葉片及根中Na的積累，降低Na/K值，減少鹽害造成的離子毒害，但這些緩解效果在

5、pTRV-RBOH1植株中并不明顯。以上結果表明質外體H2O2在CO2加富誘導的鹽脅迫抗性中起著重要作用。
　　3.對CO2加富通過質外體H2O2提高番茄耐鹽能力機制進行了初步探討。本研究發(fā)現(xiàn)CO2加富降低pTRV植株氣孔導度及蒸騰速率，沉默RBOH1之后，pTRV-RBOH1植株的氣孔導度及蒸騰速率明顯高于pTRV植株。通過原子吸收分光光度計及Na熒光染色測定木質液中的Na含量及定位，我們發(fā)現(xiàn)加富降低pTRV植株木質液Na含量而