水分脅迫條件下生長素對(duì)煙草苗期發(fā)育的影響機(jī)理.pdf

1、近年來漂浮育苗已成為我國煙草主要育苗方式，煙草漂浮育苗后期的“斷水”煉苗，就是讓煙苗處于適當(dāng)缺水的條件，經(jīng)過抗旱鍛煉的煙苗更能適應(yīng)以后的干旱環(huán)境。在生產(chǎn)實(shí)踐中“斷水”煉苗對(duì)煙苗的根系形態(tài)的影響因煙草品種而異，但其機(jī)制并不清楚。本實(shí)驗(yàn)以5個(gè)不同基因型的煙草品種作為試驗(yàn)材料，PEG6000(2.5％)處理下，探明不同抗旱能力煙草根系對(duì)PEG模擬干旱的響應(yīng)差異;在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析不同抗旱能力煙草內(nèi)源IAA時(shí)空分布及合成、極性運(yùn)輸關(guān)鍵基因表達(dá)

2、差異;通過施加外源生長素和極性運(yùn)輸抑制劑明確生長素參與干旱條件下煙草側(cè)根生長發(fā)育機(jī)制。主要結(jié)果如下:
　　1.不同處理下，抗旱能力能力不同的煙草品種的響應(yīng)不同，包括地上部和根系的響應(yīng)都不一致。在2.5％PEG處理下，抗旱能力強(qiáng)的煙草品種一級(jí)側(cè)根數(shù)目及二級(jí)側(cè)根密度增加，而抗旱能力弱的煙草品種一級(jí)側(cè)根數(shù)目及二級(jí)側(cè)根密度不變;對(duì)于地上部，相比于抗旱能力弱的煙草品種，抗旱能力強(qiáng)的煙草品種光合特性變化幅度較小。剪根實(shí)驗(yàn)表明，耐早能力強(qiáng)煙草在

3、干旱脅迫條件下側(cè)根數(shù)目的顯著增加是地上部維持較強(qiáng)光合能力的主要原因，也是煙草抵御干旱的重要機(jī)制。
　　2.為了進(jìn)一步探究耐旱能力強(qiáng)的品種側(cè)根數(shù)目變多的原因，本實(shí)驗(yàn)以煙草品種農(nóng)大202為研究對(duì)象，研究了不同處理下隨培養(yǎng)時(shí)間的推移，煙草地上部和根系的生物量及根系構(gòu)型的變化。與對(duì)照相比，PEG處理7天時(shí)農(nóng)大202的生物量沒有發(fā)生變化，但從第9天開始，農(nóng)大202植株生長顯著受到抑制，且根系總長和總體積的變化趨勢(shì)和根系生物量基本一致。而與對(duì)

4、照相比，一級(jí)和二級(jí)側(cè)根的數(shù)目在PEG處理前7天顯著增加，之后增幅變緩，11天時(shí)對(duì)照處理的一級(jí)和二級(jí)側(cè)根的數(shù)目顯著高于PEG處理。綜上所述，煙草開始受到干旱脅迫時(shí)，其一級(jí)側(cè)根數(shù)目和二級(jí)側(cè)根密度顯著上升，而后由于脅迫時(shí)間較長，已經(jīng)無法抵抗干旱脅迫帶來的影響，發(fā)育減慢。
　　3.為明確生長素是否參與調(diào)控干旱脅迫處理下煙草一級(jí)和二級(jí)側(cè)根數(shù)增加，本實(shí)驗(yàn)研究了生長素在煙草品種農(nóng)大202體內(nèi)的分布，利用創(chuàng)建的DR5 GUS轉(zhuǎn)基因材料來進(jìn)一步闡明

5、干旱脅迫下煙草體內(nèi)生長素的時(shí)空分布，利用qPCR研究對(duì)照和干旱脅迫下生長素合成基因YUCCA基因和生長素極性運(yùn)輸基因PIN基因的表達(dá)差異，利用[3H] IAA進(jìn)一步驗(yàn)證生長素極性運(yùn)輸?shù)淖饔谩＝Y(jié)果表明，與對(duì)照相比，PEG處理3-5天煙草品種農(nóng)大202倒一葉和根系的生長素濃度顯著增加，之后增幅變緩，第9天時(shí)顯著低于對(duì)照。利用轉(zhuǎn)基因材料觀察干旱脅迫五天時(shí)DR5∶.GUS的組織定位，結(jié)果表明，與對(duì)照相比，干旱脅迫下新生葉、根莖結(jié)合處和根尖的生長

6、素DR5·GUS表達(dá)水平均顯著升高。qPCR結(jié)果表明，與對(duì)照相比，無論在完全展開葉還是根系的生長素合成基因YUCCA3/4/6和運(yùn)輸基因家族PIN1/3/3b/4/9表達(dá)水平均明顯上調(diào)。
　　4.通過添加外源NAA和NPA來觀察研究不同抗旱能力煙草側(cè)根的響應(yīng)，同時(shí)利用DR5∶GUS材料觀察煙草地上部和根系的生長素分布。結(jié)果表明，對(duì)照處理施加NAA后，一級(jí)側(cè)根的數(shù)量和二級(jí)側(cè)根密度顯著增加，根系DR5¨GUS的表達(dá)量也顯著升高;其水平