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盐胁迫下外源褪黑素对生菜幼苗根系的影响

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第一章 文献综述

1.1植物与环境的关系

1.2土壤盐渍化的成因

1.2.1过量施肥

1.2.2水分运动形式特殊化

1.2.3 盐分积累不均匀

1.3 盐胁迫对植物生长的影响

1.3.1渗透胁迫

1.3.2离子毒害

1.3.3土壤酸化

1.3.4自毒物质的影响

1.4褪黑素研究进展

1.4.1 褪黑素研究进展

1.4.2 褪黑素在植物体内的生物合成

1.4.3 褪黑素对生长素的代谢影响

1.4.4褪黑素对根系的影响

1.5 根系发育相关基因及根系显微结构

1.5.1 LOB结构域的特点

1.5.2 LBD蛋白家族分类

1.5.3 LBD蛋白家族功能研究

1.5.4 根系显微结构

1.6 褪黑素的抗盐作用机制

1.7目的意义

1.8 主要研究内容与技术路线

1.8.1主要内容

1.8.2技术路线

第二章 不同浓度褪黑素处理对生菜幼苗根系生长的影响

2.1 材料与方法

2.1.1 试验地点及材料

2.1.2试验方法

2.1.3测定指标与方法

2.1.4 数据处理与分析

2.2 结果分析

2.2.1不同浓度褪黑素对生菜种子萌发中根系发育的影响

2.2.2不同浓度褪黑素对生菜根系形态的影响

2.2.3不同浓度褪黑素对生菜幼苗干鲜质量的影响

2.3 讨论

2.4 小结

第三章 盐胁迫下褪黑素处理对生菜幼苗根系结构和内源褪黑素的影响

3.1 材料与方法

3.1.1试验材料

3.1.2试验处理与方法

3.1.3项目测定

3.1.4褪黑素含量测定

3.1.5数据分析

3.2 结果与分析

3.2.1外源褪黑素对盐胁迫下生菜根系微观结构的影响

3.2.2外源褪黑素对盐胁迫下生菜根系活力的影响

3.2.3外源褪黑素对盐胁迫下生菜叶片微观结构的影响

3.2.4外源褪黑素对盐胁迫下生菜相对含水量的影响

3.2.5外源褪黑素对盐胁迫下生菜叶片色素含量的影响

3.2.6外源褪黑素对盐胁迫下生菜重金属吸收度的影响

3.2.7外源褪黑素对盐胁迫下生菜内源褪黑素含量的影响

3.3 讨论

3.3.1外源褪黑素对盐胁迫下生菜相对含水量的影响

3.3.2外源褪黑素对盐胁迫下生菜重金属元素吸收度的影响

3.3.3外源褪黑素对盐胁迫下生菜组织微观结构的影响

3.4 小结

第四章 生菜LBD相关基因的表达及生物信息学分析

4.1 材料与方法

4.1.1试验材料

4.1.2测定项目及方法

4.2 结果分析

4.2.1 LBD基因的相对表达量分析

4.2.2氨基酸组成、分子量和等电点分析

4.2.3生菜LBD蛋白的理化性质

4.2.4生菜LBD蛋白的多序列比对、蛋白质二级和三级结构分析

4.2.5生菜LBD基因的遗传进化树分析

4.3 讨论

4.4 小结

第五章 全文结论

5.1结论

5.2存在问题及展望

参考文献

致谢

作者简介

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摘要

在中国设施园艺生产中,由于其特定的环境,以及不合理的水肥管理,无论基质栽培还是土壤栽培都极易产生盐渍化,导致植物根系受到胁迫,严重影响园艺作物的生长发育,从而造成极大的经济损失。褪黑素具有促进植物侧根生长发育的作用,因此研究外源褪黑素对生菜根系生长及产量的影响,具有十分重要的现实意义和应用价值。本研究以‘韩育’品种生菜为试验材料,采用基质栽培,进行了两部分实验。第一部分为不同浓度褪黑素对生菜幼苗根系影响的研究,设置了7个处理,分别为CK、M0.01、M0.1、M1、M10、M50和M100处理(M代表褪黑素处理,0.01代表褪黑素浓度为0.01μmol/L)。其目的是筛选出适宜生菜根系侧根生长的褪黑素浓度。第二部分为外源褪黑素缓解盐胁迫下生菜根系发育的调控机制研究,共设置四个处理(CK:空白对照;CY:100mmol/L氯化钠溶液;MT:1μmol/L褪黑素溶液;MY:1μmol/L褪黑素和100mmol/L氯化钠溶液)。主要研究了不同处理对生菜根系的形态、微观结构、侧根生长相关基因LBD16、18、29的表达量和内源褪黑素的含量水平的影响。试验结果如下: 1.在不同浓度的褪黑素溶液处理下,生菜幼苗的根系形态指标发生显著变化。褪黑素的浓度对生菜幼苗根系具有浓度梯度效应,在低浓度0.01μmol/L处理下,生菜幼苗根系的生长发育情况和CK对照无差异。随着浓度的提高,在M0.1、M1和M10的处理下,根系的长度显著缩短,但是侧根数目显著增多。其中在M1处理下,侧根数目最多。在高浓度M100处理下,生菜的幼苗根系的发育受到严重影响,抑制了幼苗根系的生长发育。 2.在盐胁迫下外源褪黑素对生菜微观结构的影响,主要是MT处理下生菜根系的形成层的厚度显著增加,与CK对比提高了34%。CY处理最低,只有CK处理的70%厚度。而在生菜根系的维管组织发育中盐胁迫严重抑制了生菜根系维管组织细胞的发育,使其细胞发育呈现不规则状,排列混乱无序。施加褪黑素后MY处理显著缓解了盐胁迫对其的抑制,其维管组织细胞形状规则有序,证明褪黑素对缓解盐胁迫下的生菜根系发育有积极作用。 3.在盐胁迫下外源褪黑素显著影响了生菜幼苗根系生长相关基因的表达。LBD16、LBD18、LBD29在生菜中特异表达,在外源褪黑素的处理下对根系的生长发育起着非常重要的调控作用。MT处理后,与对照CK比较,显著上调了LBD16基因的表达水平,下调了LBD18基因的表达水平;与处理MY比较,显著上调了LBD29基因的表达水平。同时,在盐胁迫下MY与CY两个处理相比,施加了褪黑素显著下调了LBD18和LBD29两个基因的表达水平。这表明,褪黑素具有上调LBD16从而增强了侧根形成过程中的木质部周围细胞的分裂能力和下调LBD18、LBD29来改变根部维管组织的形态建成的重要作用。

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