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胡杨对初始低盐胁迫的响应机制与耐盐性研究

作　者: 张云霞
导　师: 陈少良
学　校: 北京林业大学
专　业: 植物学
关键词: NaCl 胡杨群众杨脱落酸(ABA) 钙调素(CaM) 气体交换
分类号: S792.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文以典型的耐盐树木胡杨（Populus euphratica Oliv.）和不耐盐的群众杨（Populus‘pupularis 35-44’,P.popularis）为实验材料,比较研究了两种杨树的盐胁迫响应机制。实验结果表明,胡杨对初始盐胁迫的灵敏响应与其抗盐性密切相关,而且发现在初始盐胁迫诱导胡杨气孔关闭的过程中,是由ABA和CaM共同参与的。具体实验结果如下;1、长期盐胁迫（盐处理19天,土壤NaCl浓度从111.8 mmol/L提高到250.0mmol/L）（1）胡杨叶片气体交换盐胁迫开始阶段就明显下降,群众杨反应明显滞后于胡杨,在第6天才显著降低,说明胡杨感知土壤盐分敏感于群众杨。而且,在整个盐胁迫过程中,胡杨始终保持较高的气孔导度（Gs）、蒸腾速率（EVAP）和净光合速率（Pn）,而群众杨在盐处理13天后,叶片气体交换就剧烈下降,而且出现明显的盐害症状。（2）在盐处理伊始,胡杨叶片ABA,CaM含量就迅速增加,且在整个高盐胁迫过程中,都保持了相对较高的ABA和CaM浓度,即使在第19天高盐胁迫下,仍分别为对照的1.2倍和1.9倍。而群众杨则仅为对照的52%和55%。因此,在长期盐胁迫条件下,胡杨有相对较强的合成胁迫信使—ABA和CaM的能力,而且我们推断在盐胁迫诱导胡杨气孔关闭的过程中,需要ABA和CaM的共同参与。2、初始低盐胁迫（50 mmol/L NaCl,4h）在初始盐胁迫下,胡杨叶片ABA和CaM水平提高,叶片气孔导度、蒸腾速率和净光合速率相应迅速下降,表明ABA和Ca²⁺/CaM参与了胡杨盐诱导的气孔关闭。5mmol/L钨酸钠（ABA合成抑制剂）、10mmol/L EGTA(胞外Ca²⁺螯合剂)和5mmol/L LaCl₃(Ca²⁺通道抑制剂)处理胡杨根部24h,对照苗木叶片的EVAP、Gs和Pn未受到影响,却提高了盐处理苗木（50 mmol/L NaCl,4h）的气体交换。结果显示,盐诱导内源ABA和CaM水平的提高导致了胡杨叶片的气孔关闭,这是因为;（1）钨酸钠处理降低了盐处理苗木的ABA水平,增加了CaM的含量;（2）EGTA或LaCl₃处理显著降低了胡杨的CaM水平,但ABA水平显著升高。3、外源ABA导入通过导入外源ABA来模拟盐诱导内源ABA水平的提高,发现茎部导入的ABA（10μmol/L 4h和8h）能使胡杨叶片ABA和CaM水平迅速升高,叶片Gs、EVAP和Pn相应迅速下降,而先ABA导入的5 mmol/L LaCl₃或5 mmol/L EGTA虽然提高了ABA的水平,但却显著降低了CaM水平,ABA（10μmol/L,4h和8h）诱导胡杨的气孔关闭也受到明显抑制。此外,本文还比较研究了胡杨叶片对外源ABA导入浓度（10μmol/L和100μmol/L）的不同响应。以上研究结果显示,钨酸钠、EGTA和LaCl₃的使用,都能抑制盐诱导胡杨的气孔关闭,因此,在初始盐胁迫诱导胡杨气孔关闭的过程中,ABA和CaM很可能是共同作用;即诱导细胞内Ca²⁺水平的提高,激活外向的K⁺通道和Cl^-通道,诱导气孔关闭,从而降低经由蒸腾流进行的根冠盐离子运输。总之,胡杨对初始盐胁迫的灵敏响应对其适应长期盐胁迫具有重要意义。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
引言  9-11
1 文献综述  11-21
  1.1 植物耐盐机理研究进展  11-14
    1.1.1 盐胁迫对植物生理生化和生长发育的影响  11
    1.1.2 植物对盐胁迫的响应  11-14
      1.1.2.1 渗透调节  11-12
      1.1.2.2 离子区隔化  12
      1.1.2.3 拒盐和离子选择性吸收  12-13
      1.1.2.4 Ca~(2+)的调节  13
      1.1.2.5 基因表达及相关蛋白的合成  13-14
  1.2 ABA和Ca~(2+)/CaM信号系统  14-21
    1.2.1 ABA与植物耐盐性  14-17
      1.2.1.1 ABA的产生、运输及生理作用  14-15
      1.2.1.2 ABA对气孔运动的调控  15-17
    1.2.2 Ca~(2+)/CaM信号系统研究进展  17-21
      1.2.2.1 Ca~(2+)信使  17
      1.2.2.2 CaM  17-21
2 不同耐盐性杨树对长期盐胁迫的响应  21-29
  2.1 材料和方法  21-24
    2.1.1 植物材料  21
    2.1.2 方法  21-24
      2.1.2.1 盐处理  21
      2.1.2.2 气体交换测定  21
      2.1.2.3 采样  21
      2.1.2.4 ABA和CaM含量测定  21-24
  2.2 结果  24-26
    2.2.1 盐胁迫下的气体交换  24-25
    2.2.2 叶片ABA含量变化  25
    2.2.3 叶片CaM含量变化  25-26
  2.3 讨论  26-29
    2.3.1 盐胁迫对气体交换的影响  26
    2.3.2 ABA,CaM对盐胁迫的响应  26-29
3 胡杨对初始低盐胁迫的响应机制  29-35
  3.1 材料和方法  29-30
    3.1.1 植物材料  29
    3.1.2 方法  29-30
      3.1.2.1 实验1  29
      3.1.2.2 实验2  29-30
  3.2 结果  30-33
    3.2.1 实验1  30-31
      3.2.1.1 钨酸钠处理对胡杨盐胁迫下气体交换的影响  30
      3.2.1.2 钨酸钠处理对胡杨盐胁迫下ABA、CaM含量的影响  30-31
    3.2.2 实验2  31-33
      3.2.2.1 EGTA或LaCl_3处理对胡杨盐胁迫下气体交换的影响  31-32
      3.2.2.2 EGTA或LaCl_3处理对胡杨叶片ABA、CaM含量的影响  32-33
  3.3 讨论  33-35
4 ABA和CAM对胡杨叶片气体交换的调控  35-42
  4.1 材料和方法  35
    4.1.1 植物材料  35
    4.1.2 方法  35
  4.2 结果  35-40
    4.2.1 外源ABA处理对胡杨叶片气体交换的影响  35-39
    4.2.2 外源ABA处理对胡杨叶片ABA、CaM含量的影响  39-40
  4.3 讨论  40-42
5 结论  42-43
参考文献  43-53
个人简介  53-54
导师简介  54-55
获得成果目录清单  55-56
致谢  56-57
缩略词表  57-58
附图  58

胡杨对初始低盐胁迫的响应机制与耐盐性研究

内容摘要

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