抗蟲棉的鉀營養(yǎng)效率及冠菌素對(duì)植物根系形態(tài)的調(diào)控機(jī)制.pdf

1、抗蟲棉在生產(chǎn)上較非抗蟲棉更容易因缺鉀而發(fā)生早衰。本試驗(yàn)以生產(chǎn)上廣泛種植的兩個(gè)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種中棉所41和新棉99B、兩個(gè)非抗蟲棉品種中棉所36和中棉所35為材料，在水培條件下研究棉花幼苗對(duì)鉀缺乏敏感性的基因型差異。結(jié)果表明，在低鉀條件下(0.02 mM)，兩個(gè)非抗蟲棉品種的根、莖、葉生物量和鉀積累量顯著高于兩個(gè)抗蟲棉品種，表明抗蟲棉對(duì)鉀缺乏更為敏感。 為了促進(jìn)根系發(fā)育、提高抗蟲棉的吸鉀能力，研究了植物生長調(diào)節(jié)劑冠菌素(茉莉酸的結(jié)

2、構(gòu)及功能類似物)對(duì)棉花幼苗側(cè)根發(fā)生的調(diào)節(jié)作用及其激素生理機(jī)制。供試品種為轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新棉99B，在光照生長室中進(jìn)行營養(yǎng)液培養(yǎng)。結(jié)果表明，與高鉀(0.5 mM)相比，低鉀(0.05 mM)抑制了棉花幼苗根系的伸長和側(cè)根的發(fā)生，這可能與低鉀條件下根系中乙烯釋放量顯著增加和生長素的含量顯著下降有關(guān)。無論在高鉀還是低鉀條件下，像生長素類似物NAA一樣，10～100 nM的冠菌素促進(jìn)了棉花幼苗側(cè)根的發(fā)生，并且導(dǎo)致側(cè)根發(fā)生向根系頂端靠近。然而，冠菌

3、素處理并沒有提高棉花根系中游離IAA的含量，說明冠菌素對(duì)側(cè)根發(fā)生的促進(jìn)不依賴于根中IAA含量的增加。進(jìn)一步研究表明，生長素極性運(yùn)輸抑制劑NPA顯著抑制了冠菌素對(duì)側(cè)根的誘導(dǎo)效果，提示冠菌素對(duì)棉花側(cè)根發(fā)生的促進(jìn)作用與生長素的極性運(yùn)輸有關(guān)。在低鉀條件下，側(cè)根發(fā)生對(duì)冠菌素的響應(yīng)比高鉀條件下更為敏感，這可能與低鉀條件下冠菌素顯著抑制了根系中乙烯的釋放有關(guān)。 利用與生長素和乙烯有關(guān)的擬南芥突變體，探討了冠菌素促進(jìn)其根毛發(fā)生的激素生理機(jī)制。結(jié)

4、果顯示，10～1000 nM冠菌素在低鉀(0 nM)和高鉀條件下(2 mM)均可以促進(jìn)擬南芥根毛的形成，并且在低鉀條件下這一作用更為明顯。由于在黑暗條件下冠菌素同樣可以促進(jìn)根毛的形成，并且冠菌素可以促進(jìn)幾乎無根毛突變體axr2和rhd6的根毛形成，因此冠菌素對(duì)擬南芥根毛形成的促進(jìn)不是其抑制根系伸長的一種間接反映。在培養(yǎng)基上添加乙烯合成前體ACC或使用乙烯過量產(chǎn)生突變體etol，冠菌素對(duì)根毛的促進(jìn)作用更為顯著，表明冠菌素可以和乙烯協(xié)同促進(jìn)