玉米對旱鹽雙重脅迫響應(yīng)的代謝機制研究.pdf

1、干旱、高鹽等非生物脅迫因子嚴(yán)重影響作物的生長繁育過程，是導(dǎo)致全球作物減產(chǎn)的重要因素。在這些非生物脅迫條件下，植物可通過代謝路徑調(diào)整，重新組織代謝網(wǎng)絡(luò)而達到新的代謝穩(wěn)態(tài)。研究植物逆境代謝應(yīng)答機制對于揭示植物抗性穩(wěn)態(tài)建成至關(guān)重要。本文以國內(nèi)及遼寧省內(nèi)近年主栽的玉米品系為材料，基于1H-NMR代謝組學(xué)技術(shù)平臺，重點研究了在單一的干旱脅迫、鹽脅迫以及旱鹽雙重脅迫下玉米葉片內(nèi)極性及非極性提取代謝物的響應(yīng)特征，并對玉米應(yīng)答不同非生物脅迫方式的異同進

2、行代謝機理探查;同時也研究了玉米生物量、光合特性、反射光譜特性、營養(yǎng)元素含量在不同非生物脅迫下的變化規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明，應(yīng)用主成分分析及最小二乘判別分析基本上可以實現(xiàn)玉米葉片內(nèi)的極性及非極性提取代謝物輪廓在鹽脅迫、干旱脅迫及旱鹽雙重脅迫與正常對照間的分組。單因素方差分析表明，與對照比較，在脅迫下發(fā)生顯著性改變的代謝物數(shù)量順次為雙重脅迫多于干旱脅迫多于鹽脅迫，雙重脅迫對玉米代謝的擾動要比單一脅迫嚴(yán)重。熱圖分析及聚類分析表明，與

3、對照比較，雙重脅迫下的整個極性及非極性代謝物輪廓變化最為明顯，而鹽脅迫與干旱脅迫下的整個極性及非極性代謝物輪廓變化比較接近。玉米響應(yīng)干旱脅迫和鹽脅迫代謝機理的比較分析表明，玉米對兩種單一脅迫的響應(yīng)存在廣泛的共同之處，如滲透調(diào)節(jié)保護劑類物質(zhì)膽堿等的顯著上調(diào)。同時，玉米對兩種單一脅迫的響應(yīng)也存在明顯的特異性，如蘋果酸在干旱脅迫下顯著上調(diào)而在鹽脅迫下則顯著下調(diào)?；谔谴x、氨基酸代謝、三羧酸循環(huán)、萜烯代謝、甘油酯代謝五個方面對代謝途徑及生理功