喜樹當(dāng)年生幼苗抗旱能力轉(zhuǎn)變關(guān)鍵期研究.pdf

1、喜樹(Camptothecaacuminata)為中國特有樹種。我們在973項目研究中發(fā)現(xiàn)喜樹當(dāng)年生幼苗在9月份存在一個特殊時期，在相同的干旱脅迫條件下，處于該期前后兩個階段的幼苗，干旱誘導(dǎo)表達(dá)正調(diào)控蛋白顯示出極大的差異，因此我們用抗旱能力轉(zhuǎn)變關(guān)鍵期一詞來描述此現(xiàn)象。本論文以發(fā)育階段理論為依據(jù)，重點應(yīng)用植物生理生態(tài)學(xué)方法和蛋白質(zhì)電泳技術(shù)，以喜樹當(dāng)年生幼苗為研究對象，以蛋白質(zhì)單向電泳條帶差異為基礎(chǔ)并結(jié)合高生長速率和生物量增長速率累積差異值

2、對喜樹當(dāng)年生幼苗進(jìn)行了小尺度的發(fā)育階段劃分，共分為三個發(fā)育階段。第一發(fā)育階段在6月15日以前，第二發(fā)育階段在6月15日-9月15日，而第三發(fā)育階段在9月15日以后。該發(fā)育階段劃分與抗旱能力轉(zhuǎn)變具有一致性，從而確定了喜樹當(dāng)年生幼苗抗旱能力的兩個轉(zhuǎn)變關(guān)鍵期，一個轉(zhuǎn)變期在6月中旬至7月初，另一個轉(zhuǎn)變期在9月中旬至10月初。不同發(fā)育階段在生長速率、生理水平及分子水平存在著顯著差異。第一發(fā)育階段在6月中旬以前，為幼苗的緩慢生長階段，其凈光合速率較

3、高平均在7.5μmolm-2s-1以上，蛋白質(zhì)表達(dá)也有明顯差異，雙向電泳中36號蛋白點為第一階段特有蛋白點；第二發(fā)育階段在6月中旬以后至9月中旬以前，為幼苗的旺盛生長階段，光合能力有一定降低平均為5.0μmolm-2s-1，9號和10號蛋白點為此階段特異表達(dá)蛋白點，并且與第一發(fā)育階段相比，有18個蛋白點在表達(dá)量上變化超過50％：第三發(fā)育階段在9月中旬以后，為幼苗的緩慢生長直至生長停滯階段，光合能力進(jìn)一步降低，但與第二發(fā)育階段相差不大，平

4、均為4.0μmolm-2s-1，與第一發(fā)育階段相比有15個蛋白點在表達(dá)量上變化超過50％。 本論文研究了不同發(fā)育階段自然干旱脅迫下喜樹當(dāng)年生幼苗的初生和次生代謝特征。研究的結(jié)果表明，不同發(fā)育階段的抗旱機(jī)制有顯著差異，在第一發(fā)育階段喜樹幼苗對干旱敏感性較弱，葉片相對含水量下降最慢，每天下降2.21％，保水力較強(qiáng)，表現(xiàn)出避協(xié)變性；而第二發(fā)育階段光合速率下降較快，每天下降1.12μmolm-2s-1，葉片保水力較弱，細(xì)胞脂膜受到較大破

5、壞，其抗旱性相對較弱：第三發(fā)育階段細(xì)胞脂膜破壞較小，并且幼苗通過積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來提高抗旱性，脯氨酸含量增加近30倍，在此階段中幼苗表現(xiàn)出耐協(xié)變性。次生代謝產(chǎn)物喜樹堿和10-羥基喜樹堿與不同發(fā)育階段及抗旱階段的相關(guān)性不同，喜樹堿與發(fā)育階段有較好的相關(guān)性，隨著幼苗發(fā)育含量逐漸降低，由六月中旬的0.504‰下降到12月份的0.1‰左右；而10-羥基喜樹堿相關(guān)性較小，無規(guī)律的變化，但一直維持在0.003‰到0.04‰之間這樣較低的水平；與抗旱

6、階段的關(guān)系為在第一發(fā)育階段10-羥基喜樹堿在自然干旱脅迫下累積能力最強(qiáng)，干旱脅迫1天后其含量增加近4倍，以后雖然有一定的降低，但一直高于對照組；而喜樹堿則在第二發(fā)育階段累積能力更強(qiáng)，從干旱脅迫的第4天開始高于對照組：在第一發(fā)育階段干旱脅迫組喜樹堿含量低于對照組，直到干旱脅迫7天后喜樹堿含量才略有升高：在第三發(fā)育階段干旱脅迫4天后喜樹堿含量開始高于對照，但以后又逐漸降低，干旱脅迫7天后低于對照組。 本論文同時采用蛋白質(zhì)單向及雙向電

7、泳技術(shù)研究了不同發(fā)育階段自然干旱脅迫下喜樹幼苗葉片的蛋白質(zhì)動態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)自然干旱脅迫對不同發(fā)育階段幼苗的蛋白質(zhì)動態(tài)影響程度和細(xì)節(jié)均有不同，第一發(fā)育階段和第二發(fā)育階段的干旱誘導(dǎo)蛋白多于第三發(fā)育階段，在第一發(fā)育階段蛋白表達(dá)量變化超過50％的有15個蛋白點，正調(diào)控的有9個蛋白點，并且有6個蛋白點是新出現(xiàn)的；第二發(fā)育階段表達(dá)量變化超過50％的有18個蛋白點，正調(diào)控的蛋白點也有9個，有1個蛋白點是新出現(xiàn)的：第三發(fā)育階段表達(dá)量變化超過50％的蛋白點