馬鈴薯分根交替灌溉誘導(dǎo)的旱生生理機制和抗旱基因表達.pdf

1、分根交替灌溉是基于節(jié)水灌溉技術(shù)原理與作物感知旱生信號的理論而提出的。它是在部分根區(qū)干旱(PRD)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。它是采取對作物一部分根區(qū)進行正常灌溉，對另一部分根區(qū)給予適度干旱脅迫，正常灌溉及適度干旱脅迫交替作用于作物根區(qū)，通過虛假早生信號刺激誘導(dǎo)相關(guān)基因活化與表達，進而增強植株生理活性，保證植株健康生長，提升作物水分利用效率。
　　本論文以馬鈴薯為研究對象，采取室內(nèi)盆栽試驗，在生育前期通過正常灌溉(CK)、分根交替灌溉(P

2、RD)和干旱處理(DW)三種控水處理之后再復(fù)水的試驗設(shè)計，系統(tǒng)研究分根交替灌溉(PRD)對馬鈴薯植株生長特性、光合特性、滲透調(diào)節(jié)特性、抗氧化酶等生理特性的影響，分析各項指標(biāo)變化特點及基本規(guī)律，揭示分根交替灌溉處理對馬鈴薯影響的生理機理。并運用分子生物技術(shù)，研究馬鈴薯植株相關(guān)基因系統(tǒng)對旱生信號刺激的感知和傳導(dǎo)所引起的分子反應(yīng)。主要結(jié)論如下:
　　(1)分根交替灌溉能有效促進馬鈴薯植株整體生長勢?？厮喔葟?fù)水后，馬鈴薯株高和葉面積的整

3、體變化、植株干物質(zhì)累積量和累積速率高于CK和DW處理。
　　(2)分根交替灌溉處理的馬鈴薯植株光合作用適應(yīng)性強。PRD處理馬鈴薯凈光合速率(PN)高，維持最大光合能力、光能轉(zhuǎn)化效率高，為植株保持良好的生長創(chuàng)造基本條件。
　　(3)分根交替灌溉提高了馬鈴薯植株防失水能力。PRD處理共質(zhì)體溶質(zhì)濃度增加和滲透勢降低，增加了細胞膨壓。葉片保水持續(xù)時間長，植株抗旱性更強。
　　(4)分根交替灌溉能夠增強細胞抗氧化酶生理活性。PR

4、D處理的SOD、POD、CAT活性均高于CK和DW處理，而且隨著含水量的降低導(dǎo)致植株抗氧化能力更強;PRD處理的MDA活性、活性氧含量和產(chǎn)生速率水平較其它兩個處理低，受氧化脅迫輕。
　　(5)分根交替灌溉有利于馬鈴薯滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累。PRD處理的馬鈴薯葉片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)累積量呈上升趨勢，在PRD處理中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)累積量在各個時期均高于CK和DW處理。局部、虛假的灌溉方式利于促進滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累，增強植

5、株滲透保水能力，降低干旱脅迫的傷害。
　　(6)分根交替灌溉技術(shù)可有效提高灌溉水分利用效率，增加馬鈴薯產(chǎn)量。分根交替灌溉在減少葉片水分蒸發(fā)量的同時，刺激了植株再生長和吸收功能的補償效應(yīng)，使馬鈴薯產(chǎn)量比常規(guī)灌溉提高4.06％，灌溉水分利用效率比常規(guī)灌溉提高31.6％。
　　(7)分根交替灌溉可誘導(dǎo)增強水通道蛋白RD28基因表達能力。采用實時熒光定量PCR技術(shù)獲得PRD處理的馬鈴薯葉片中RD28基因的相對表達量高，說明PRD處理