低溫脅迫下苗期苧麻響應(yīng)機(jī)理研究.pdf

1、苧麻是中國(guó)特有的重要經(jīng)濟(jì)作物，低溫脅迫會(huì)影響苧麻的生長(zhǎng)發(fā)育、原麻產(chǎn)量和纖維品質(zhì)。為了給苧麻耐寒性種質(zhì)評(píng)價(jià)、篩選以及耐寒新品種的選育提供理論依據(jù)，本研究首次對(duì)低溫脅迫下苧麻形態(tài)特征、生理生化及基因表達(dá)的響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究，結(jié)果如下:
　　1.低溫脅迫下苗期苧麻形態(tài)特征及葉解剖結(jié)構(gòu)響應(yīng)
　　低溫脅迫苗期苧麻—“中苧1號(hào)”，研究結(jié)果表明苧麻葉對(duì)低溫響應(yīng)較敏感，表型改變最明顯，0℃低溫脅迫相比損傷更為嚴(yán)重，植株出現(xiàn)死亡，隨著脅迫天數(shù)增

2、加植株死亡率增高。研究還發(fā)現(xiàn)低溫脅迫下“中苧1號(hào)”新葉對(duì)低溫的敏感度強(qiáng)于成熟葉，葉片通過(guò)增加厚度來(lái)抵御低溫脅迫，但0℃脅迫會(huì)使葉片脫水，導(dǎo)致葉片變薄。葉片解剖結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明低溫脅迫下苧麻的成熟葉和新葉的柵欄組織的層數(shù)增加，內(nèi)含物增多，冰簇出現(xiàn)，維管組織增加，與苧麻低溫脅迫相關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)成熟葉CTR，SR及PT/ST隨低溫脅迫溫度改變呈顯著性差異，隨低溫脅迫時(shí)間變化除了SR也呈現(xiàn)顯著性差異，而新葉只有PT/ST的比值隨著脅迫溫度及時(shí)間

3、的改變呈顯著性差異。
　　2.低溫脅迫下苗期苧麻生理生化響應(yīng)
　　本研究對(duì)8份不同基因型的苧麻種質(zhì)進(jìn)行了低溫脅迫。根據(jù)0℃低溫脅迫下植株死亡率預(yù)測(cè)苧麻耐寒性，發(fā)現(xiàn)8份種質(zhì)中青麻苧和萬(wàn)縣蔸麻的耐寒性最強(qiáng)，日本苧麻8號(hào)和宜黃家麻耐寒性最弱。同時(shí)對(duì)經(jīng)受不同脅迫低溫和時(shí)間8份種質(zhì)的MDA、POD、CAT、SOD、可溶性蛋白及葉綠素等6項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)不同脅追溫度下除可溶性蛋白外，POD活性、CAT活性、SOD活性、MDA

4、及葉綠素含量都存在著顯著性差異。不同脅迫低溫下6個(gè)生理生化指標(biāo)的響應(yīng)各異，但是CAT活性、SOD活性均高于對(duì)照（未遭受低溫脅迫苧麻）。不同時(shí)間低溫脅迫導(dǎo)致SOD活性、POD活性、可溶性蛋白含量及MDA含量活性差異顯著。SOD活性、POD活性、MDA及葉綠素含量隨著脅迫時(shí)間增加而增加，且都是脅迫3d的數(shù)值最高，而CAT活性隨著脅迫時(shí)間增加而降低，可溶性蛋白脅迫2d含量最高，這說(shuō)明苧麻抵御低溫是多因素協(xié)同調(diào)控復(fù)雜過(guò)程。低溫脅迫下，8份不同基

5、因型的苧麻種質(zhì)間除MDA外，POD、CAT、SOD、可溶性蛋白、葉綠素等5項(xiàng)生理指標(biāo)均呈顯著性差異，研究還發(fā)現(xiàn)低溫脅迫下8份種質(zhì)POD、SOD與0℃脅迫2d植株死亡率呈顯著負(fù)相關(guān)，結(jié)果表明POD、SOD可以作為評(píng)價(jià)苧麻種質(zhì)耐低溫能力生理指標(biāo)。
　　3.低溫脅迫下苗期苧麻基因表達(dá)響應(yīng)
　　對(duì)低溫脅迫“中苧1號(hào)”及其對(duì)照葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，獲得133222個(gè)基因，平均長(zhǎng)度為764.9bp。比較分析獲得3791個(gè)與低溫相關(guān)的差異表

6、達(dá)基因，其中8個(gè)基因?yàn)檗D(zhuǎn)錄因子，6個(gè)屬于MYB家族，2個(gè)屬于NAC家族，表明MYB、NAC轉(zhuǎn)錄因子在苧麻低溫脅迫下基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄調(diào)控過(guò)程中起著重要作用。對(duì)3791個(gè)差異表達(dá)基因進(jìn)行GO和KOG功能注釋，GO富集和KEGG富集分析(Q value＜0.01)研究結(jié)果表明，低溫脅迫主要作用于苧麻細(xì)胞器、高分子復(fù)合物和質(zhì)膜。同時(shí)，低溫脅迫還刺激苧麻相關(guān)基因的應(yīng)答和信號(hào)傳導(dǎo)，影響細(xì)胞結(jié)構(gòu)、基因轉(zhuǎn)錄、酶的催化活性、光合作用和激素的分泌，并且低溫還影