干旱脅迫下玉米小苗根系和葉片ABA合成差異研究.pdf

1、干旱是影響植物生長發(fā)育的最主要的不良環(huán)境因子。盡管植物不能象其它生物一樣主動逃避干旱脅迫造成的危害，但經(jīng)過長期的進(jìn)化，植物體在不同層次上形成了多種主動適應(yīng)干旱脅迫的機(jī)制。其中一種重要的機(jī)制是當(dāng)植物受到干旱脅迫后，細(xì)胞內(nèi)迅速合成和積累大量的植物激素ABA，合成的ABA一方面可以調(diào)節(jié)氣孔運動和根系吸水，進(jìn)而調(diào)節(jié)蒸騰失水和保持植物體水分的基本平衡。當(dāng)植物遇到干旱脅迫時，根系和葉片細(xì)胞均能迅速合成ABA。許多研究表明，葉片和根系細(xì)胞在響應(yīng)干旱脅

2、迫誘導(dǎo)合成ABA方面存在顯著的差異，但造成這種差異的原因目前尚不清楚。本實驗以常規(guī)玉米品種為材料，首先研究了土壤干旱對玉米生理學(xué)特性的影響，在此基礎(chǔ)上分析了葉片和根系細(xì)胞在響應(yīng)干旱脅迫誘導(dǎo)合成ABA差異的原因及其可能機(jī)制。主要結(jié)果如下： 1．土壤干旱條件下，干旱初期玉米葉片的水勢、氣孔導(dǎo)度、光合速率等均呈現(xiàn)不同程度的下降，但葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化不明顯。隨著干旱程度的加劇，除了葉片的水勢、氣孔導(dǎo)度、光合速率等顯著下降外，葉綠素

3、熒光參數(shù)也開始不同程度的下降。以此相反，葉片和根系A(chǔ)BA含量隨著干旱程度的不斷加劇而顯著升高。相關(guān)分析表明，葉片水勢、土壤含水量與根和葉ABA含量呈顯著的負(fù)相關(guān)。 2．離體玉米葉片和根系失水試驗結(jié)果表明，當(dāng)葉片失水率達(dá)3.47％時，葉片ABA開始迅速積累，而根系大量合成ABA的失水率為16.2％。相對應(yīng)的葉片和根系顯著積累ABA時葉片和根系的水勢分別為-0.538 MPa和-0.24MPa。 3．對編碼催化ABA合成起關(guān)

4、鍵作用NCED和A0酶的基因VP14和A01的進(jìn)行RT-PCR分析表明，在干旱條件下VP14基因在葉片中表達(dá)顯著受到促進(jìn)，而根系細(xì)胞內(nèi)VP14基因的表達(dá)則不受干旱脅迫顯著影響。與此相反，干旱脅迫對葉片AO1基因的表達(dá)沒有作用，但促進(jìn)了根系細(xì)胞內(nèi)AO1基因的表達(dá)。 以上結(jié)果表明，葉片和根系在干旱誘導(dǎo)ABA合成方面不僅存在量的顯著差異，在對干旱脅迫誘導(dǎo)ABA合成的靈敏度上也存在顯著差異，相比而言，葉片比根系更敏感。同時，造成這種差異