H2O2調(diào)控澇脅迫下黃瓜幼苗不定根形成的初步研究.pdf

1、黃瓜(Cucumis sativusL.2n=2x=14)起源于喜馬拉雅山南麓的熱帶雨林區(qū)，為葫蘆科甜瓜屬一年蔓生草本植物。我國(guó)是黃瓜生產(chǎn)大國(guó)，2010年栽培總面積達(dá)98.9萬公頃，年產(chǎn)量達(dá)4070.9萬噸。隨著全球氣候變暖和雨澇災(zāi)害的頻繁發(fā)生，澇脅迫已成為嚴(yán)重危害作物生長(zhǎng)發(fā)育甚至死亡的逆境因素。我國(guó)夏季多爆發(fā)性大雨和連續(xù)性洪澇災(zāi)害，南方地區(qū)尤其明顯。黃瓜根系具有淺根性、通氣組織不發(fā)達(dá)、吸收能力弱、再生能力差等特點(diǎn)，因此極易受到澇脅迫危

2、害。澇脅迫下黃瓜植株可以通過莖部形成不定根逐漸替代衰老的原生根系，從而緩解澇脅迫危害。有關(guān)澇脅迫誘導(dǎo)黃瓜不定根形成的機(jī)制尚缺乏研究。已有研究表明，過氧化氫(Hydrogen peroxide H202)在提高植物的抗逆能力，緩解逆境傷害等方面具有重要作用。本研究以耐澇性較強(qiáng)的黃瓜品系“早二N”為供試材料，首先探明H2O2是否參與澇脅迫下黃瓜不定根的形成，進(jìn)而探討H2O2調(diào)控黃瓜不定根形成的可能機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)黃

3、瓜幼苗主要通過植株莖部形成不定根來緩解澇脅迫傷害。澇脅迫處理第三天，莖部產(chǎn)生白色根原基突起;第四天，少量根原基突起撐破表皮，形成短小的不定根;第五天時(shí)，大量的不定根形成且不斷伸長(zhǎng)。通過顯微觀察發(fā)現(xiàn)，不定根發(fā)生的進(jìn)程為:12～24 h維管束中的束中形成層細(xì)胞啟動(dòng)脫分化、不斷分裂增殖;24～48 h該細(xì)胞團(tuán)繼續(xù)脫分化形成不定根原基;48～72 h不定根原基細(xì)胞分裂增殖發(fā)育，并向皮層細(xì)胞穿透;72～96 h之后大量不定根突破表皮，并繼續(xù)伸長(zhǎng)。

4、
　　(2)通過測(cè)定澇脅迫下黃瓜幼苗莖部ROS含量發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照相比，澇脅迫下黃瓜幼苗莖部超氧陰離子產(chǎn)生速率迅速增加且在8h時(shí)達(dá)到最大值;H2O2含量亦呈顯著上升趨勢(shì)，4h達(dá)到最高水平。
　　(3)10mM的H2O2處理可以促進(jìn)澇脅迫下黃瓜幼苗不定根的形成，不定根數(shù)目和長(zhǎng)度與對(duì)照相比，分別提高了24.76％和14.87％;根系活力明顯高于對(duì)照63.09％;而5μM的DPI（H2O2生成抑制劑）處理則顯著抑制澇脅迫下黃瓜幼苗不定

5、根的生成，不定根數(shù)目和長(zhǎng)度分別比對(duì)照減少49.21％和43.08％;根系活力降低24.63％。
　　(4) H2O2結(jié)合澇脅迫處理顯著提高黃瓜幼苗莖部的H2O2含量，對(duì)超氧陰離子生成速率無顯著影響;DPI結(jié)合澇脅迫處理后黃瓜幼苗莖部的H2O2含量和超氧陰離子生成速率顯著增加，這可能與外源DPI對(duì)植株的損傷有關(guān);外源H2O2結(jié)合澇脅迫處理后莖部SOD、CAT的活性增加，說明這兩種酶在清除H2O2過程中起主要作用。
　　(5)利

6、用qRT-PCR檢測(cè)9個(gè)RBOH家族基因在澇脅迫、外源H2O2和DPI結(jié)合澇脅迫處理后在黃瓜幼苗下胚軸內(nèi)的表達(dá)水平變化，結(jié)果表明:CsRboh02和CsRboh06在澇脅迫下表達(dá)量顯著升高，且與植株體內(nèi)H2O2水平變化趨勢(shì)一致，說明上述兩個(gè)基因可能參與促進(jìn)澇脅迫下黃瓜莖部H2O2的生成;H2O2結(jié)合澇脅迫處理后CsRboh06上調(diào)表達(dá)，變化趨勢(shì)與H2O2含量變化一致，說明該基因可能參與調(diào)控外源H2O2結(jié)合澇脅迫處理誘導(dǎo)黃瓜莖部H2O2生