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文檔簡(jiǎn)介
1、在我國(guó)現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,CO2加富正日漸成為人們控制設(shè)施環(huán)境、調(diào)控作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要手段。在設(shè)施CO2加富過(guò)程中,高溫現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。然而關(guān)于CO2加富環(huán)境下植物對(duì)高溫脅迫的響應(yīng)及其內(nèi)在生理與分子機(jī)制卻不甚清楚。本文以番茄品種Condine Red(CR)、Ailsa Craig(AC)和它的脫落酸(ABA)合成部分缺失突變體notabilis(not)為材料,研究CO2加富誘導(dǎo)的高溫脅迫抗性與ABA、 redox、一氧化氮(NO)和
2、過(guò)氧化氫(H2O2)的關(guān)系,所取得的主要結(jié)果如下:
1、研究了CO2加富及外源信號(hào)物質(zhì)在番茄響應(yīng)高溫脅迫中的作用。以番茄為材料,研究了CO2加富環(huán)境對(duì)植物高溫脅迫抗性的影響及其與抗逆信號(hào)分子的關(guān)系。結(jié)果表明,CO2加富處理能顯著緩解高溫脅迫(42℃)下番茄生長(zhǎng)、葉片光系統(tǒng)Ⅱ有效光化學(xué)效率(Phi PSⅡ)的下降和葉片相對(duì)電導(dǎo)率的上升。外源施用ABA、NO及H2O2顯著增加了番茄對(duì)高溫的抗性,而CO2加富處理植株中內(nèi)源NO及H2
3、O2含量也顯著上升。因此推測(cè)ABA、NO和H2O2可能參與了CO2環(huán)境下番茄植株對(duì)高溫的抗性反應(yīng)。
2、研究了ABA在CO2加富誘導(dǎo)的高溫脅迫抗性中的作用。以番茄品種Ailsa和not為材料,對(duì)ABA激素是否參與CO2加富環(huán)境誘導(dǎo)的植物高溫抗性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:在兩種基因型材料中,高溫脅迫均顯著降低了葉片Phi PSⅡ,導(dǎo)致葉片相對(duì)電導(dǎo)率上升。這種變化在not中更加明顯,表明內(nèi)源ABA參與植物的高溫抗性過(guò)程。CO2加富處理
4、均能顯著緩解Ailsa和not對(duì)高溫脅迫的傷害,降低了高溫脅迫導(dǎo)致的電解質(zhì)滲透率的增加,表明CO2加富誘導(dǎo)的高溫脅迫抗性不依賴(lài)于ABA。此外,CO2加富增加了高溫脅迫下抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽還原酶(GR)等抗氧化酶的活性及基因的表達(dá),使體內(nèi)抗壞血酸(ASA)及谷胱甘肽(GSH)維持在更加還原的水平。因此認(rèn)為CO2加富環(huán)境下植物高溫脅迫抗性的提高和ABA無(wú)關(guān),而可能和細(xì)胞內(nèi)re
5、dox變化有關(guān)。
3、研究了redox信號(hào)在CO2加富誘導(dǎo)的高溫脅迫抗性中的作用。采用外源噴施和基因沉默的方法研究了NO和H2O2介導(dǎo)的redox信號(hào)在CO2加富緩解植物高溫脅迫中的作用。外源NO和H2O2均能顯著提高正常和加富CO2濃度下番茄植株對(duì)高溫的抗性,NO的化學(xué)猝滅劑cPTIO施用及NO合成相關(guān)基因硝酸還原酶(NR)沉默條件下,CO2加富仍然能夠緩解高溫脅迫。而H2O2的猝滅劑二甲基硫脲(DMTU)以及H2O2合成相
6、關(guān)基因煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NAPDH)氧化酶(RBOH1)沉默后CO2加富的高溫抗性效應(yīng)消失,表明H2O2而非NO信號(hào)在介導(dǎo)CO2加富環(huán)境誘導(dǎo)的高溫抗性反應(yīng)中具有重要作用。通過(guò)透射電鏡觀察,發(fā)現(xiàn)CO2加富下H2O2主要在葉肉細(xì)胞細(xì)胞壁的間隙積累。通過(guò)基因沉默、氣孔運(yùn)動(dòng)、基因表達(dá)、western印跡等研究發(fā)現(xiàn),CO2加富下H2O2通過(guò)降低氣孔開(kāi)度和增強(qiáng)熱休克蛋白70(HSP70)表達(dá),參與了CO2加富誘導(dǎo)的番茄高溫脅迫抗性。
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