钼在草莓中的吸收转运及其对氮代谢调控机制的研究

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:agsxuming
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钼(molybdenum,Mo)是植物正常生长必不可少的微量元素之一,参与到植物的氮代谢过程中。缺钼的条件下植物容易积累较多的硝态氮从而表现出较低的氮素利用率(nitrogen utilization efficiency,NUE)。提高氮素利用率可以减少化学肥料过多施用带来的负面效应,但是关于钼提高氮素利用率的机理尚不清楚。本研究分别在温室无土栽培和组培条件下进行。以‘章姬’(Fragaria×ananassa Duch.cv.‘Akihime’)草莓为试验材料,在温室无土栽培条件下喷施不同浓度的钼酸钠(sodium molybdate,Na2MoO4),试验设置T1(叶面喷施清水)、T2(0.02%Na2MoO4)、T3(0.04%Na2MoO4)、T4(0.05%Na2MoO4)和T5(0.06%Na2MoO4)5个处理。研究了其对植株生物量、果实营养元素含量和果实品质(可溶性固形物(total soluble solids,TSS)、抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)、可滴定酸(titratable acidity,TA)、芳香物质)、光合作用、钼转运蛋白基因MOT1表达量、植株体内Mo浓度、氮代谢关键酶活性(硝酸还原酶,nitrate reductase,NR;亚硝酸还原酶,NiR;谷氨酰胺合成酶,glutamine synthetase,GS;NADH-谷氨酸合酶,NADH-glutamate synthase,NADH-GOGAT)、氮代谢关键基因(NRT1.1,NRT2.1,NIA,NiR,GS-1,NADH-GOGAT)表达量、15N吸收、分配及利用的影响。在组培条件下,MS固态培养基中加Na2MoO4或者钨酸钠(sodium tungstate,Na2WO4),设置CK(-Na2MoO4-Na2WO4)、Mo处理(+Na2MoO4)、W处理(+Na2WO4)、Mo+W处理(+Na2MoO4+Na2WO4)4个处理。研究其对植株表型、根系显微结构及根系活力、叶片显微结构与超显微结构及叶绿素含量、MOT1表达量、钼辅因子合成通路关键基因(CNX2,CNX3,CNX5,CNX6,CNX7,CNX1)表达量、植株体内Mo浓度、氮代谢关键酶活性(NR,NiR,GS,NADH-GOGAT)以及15N利用的影响。主要结果如下:1.适宜浓度的Mo供应能显著提高幼苗的生物量。叶面喷施Mo肥对草莓果实的营养元素(N,Mo,Fe和Cu)含量,TSS,TA和芳香物质含量有一定的提升作用。但是施Mo对果实中的Se和部分芳香物质没有显著影响。0.04%Na2MoO4处理在所有处理中表现出最高的果实TSS,N和Fe浓度。0.02%Na2MoO4处理的AsA含量显著高于对照。利用顶空固相微萃取法和气质联用技术一共鉴别出97中芳香物质。0.04%Na2MoO4处理的6种特征酯类(丁酸甲酯,γ-癸内酯,丁酸乙酯,己酸甲酯,γ-十二内酯,己酸乙酯)含量最高。2.草莓幼苗根部、茎部和叶片的Mo含量随着施Mo量的增加而呈现上升的趋势。0.04%Na2MoO4处理的根部的MOT1的表达水平高于其它处理,当Na2MoO4的浓度从0.05%增加到0.06%时,根部的MOT1的mRNA水平呈现下降的趋势,培养5天后,叶片的MOT1的表达水平随着喷施Na2MoO4浓度的提高而提高;培养10天和15天后,当Na2MoO4的浓度从0.00%增加到0.04%时,叶片的MOT1的表达水平呈现升高的趋势,而后随着喷施Na2MoO4的提高而呈现下降的趋势。施Mo影响幼苗根部Fe、Cu和Se浓度。0.04%Na2MoO4处理的幼苗表现出最高的15N地上部/地下部比例和15N利用率。0.04%Na2MoO4处理的氮代谢关键酶活性较高,且硝态氮吸收基因(NRT1.1和NRT2.1)以及硝态氮响应基因的表达水平上调。0.04%Na2MoO4处理的根部和叶片的NO3--N浓度低于其它处理,叶片的NH4+-N的浓度较高,Gln/Glu的浓度也较高。而T5处理表现出相反的趋势。因此,叶面喷施0.04%Na2MoO4通过调控氮代谢关键酶活性和NO3-吸收同化相关基因的表达提高了根部NO3-向地上部的转运,提高了氮素利用率。3.MS固态培养基中正常加入Na2MoO4的草莓幼苗长势较好,叶片为正常绿色,叶肉细胞显微结构及超微结构完整,叶绿体较多,叶绿素含量较高。根系发育正常,根系活力较高,根尖细胞排列整齐紧密,中央髓部细胞体积较大,排列紧密。而缺Mo培养基上生长的幼苗叶片下表皮细胞排列不整齐,叶肉细胞超微结构异常,细胞器及内膜系统受损,叶绿素含量较低,叶片发黄。根系较长,但是长势较弱,根尖细胞微变形,细胞排列疏松,细胞间隙较大。只加Na2WO4和同时加入Na2MoO4和Na2WO4的培养基上的幼苗株型变小,长势减弱,细胞器受损,膜结构不清晰,部分叶片表现为黄色,叶绿素含量降低,出现与氮素缺乏类似的症状。施入Na2MoO4可以显著诱导草莓地上部和根部FaMOT1的表达,加入抑制剂Na2WO4的FaMOT1表达量则表现出相对下降,且施入Na2MoO4幼苗的Mo浓度显著高于其它处理。培养基中加入Na2MoO4的组培苗的CNX2和CNX3的表达量较高,培养基加入Na2MoO4的组培苗中CNX7和CNX1的表达量高于加入抑制剂的组培苗。加入抑制剂Na2WO4使得NR活性显著降低,加入Na2MoO4组培苗的NR活性最高,其它氮代谢关键酶(NiR,GS和NADH-GOGAT)表现出类似的趋势。培养基加入Na2MoO4的组培苗的NO3--N浓度低于其它处理,NO2--N和NH4+-N浓度显著高于其它处理。同位素15N-Ca(NO3)2标记进一步表明培养基加入Na2MoO4的组培苗吸收利用了较多的15N,转运到地上部的15N也较多,植株的15N利用率最高,而加入抑制剂的组培苗的15N利用率较低。
其他文献
改革开放40年来,我国幼儿园课程改革从20世纪七八十年代新时期新开局到整体推进、全面深化,最终迎来新世纪新契机,始终以自上而下与自下而上相互推动、理论研究与实践探索齐
创制无核甜柿新种质在柿遗传改良中具有重要意义。本文以柿(Diospyros kaki L. f.)的19个无核或少核品种、11个有核品种(类型)为材料,研究了柿无核或少核果实的形成机理,甜柿2n
2018年9月10日,由中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司完成全阶段规划论证和勘测设计的锦屏一级水电站,荣获“菲迪克”2018年工程项目杰出成就奖,这是锦屏项目6月荣获第
植物在进化过程中形成了对环境信号反应的能力,光是植物生长发育中的一个重要的环境信号,植物为了更好地生长和发育形成了精密的光信号接收和转导系统。光对植物花青素生物合
长汀客家民歌形式多样、内容丰富,是长汀客家文化的宝贵财富。红色歌谣是苏区文艺的主要内容。将长汀客家红色歌谣置于长汀客家民歌的长河中,以发展眼光和微观的视角进行比对
由于设施栽培中过量施肥等不合理的栽培措施,导致设施土壤次生盐渍化现象日趋突出,严重影响我国设施园艺的可持续发展。设施次生盐渍化的土壤中,Ca2+约占阳离子总量的60%以上
采用气相色谱法,对生产中的氟化过程进行检测控制,解决了2-氯-5-三氟甲基吡啶的深度控制问题。同时,可对最终产品进行定量分析。该方法的相对标准偏差为0.33%,平均回收率为100.2%。
11月11日,全球领先的媒体内容保护及增值服务技术供应商,Kudelski集团旗下全资子公司Nagravision今天宣布其在中国北京全新的数字电视研发中心及办公室正式运营。
期刊
为满足广东省某连续桥梁顶升更换支座工程的需要,设计钢结构抱箍装置作为顶升系统的反力支撑平台。根据顶升力的大小及现场顶升条件,提出钢抱箍的初步设计方案,采用ANSYS有限
临床上脂肪乳除了提供人体营养和能量外,其在非营养作用方面研究越来越多。脂肪乳对布比卡因等脂溶性药物中毒导致的心功能抑制具有解毒功能,这种机制存在脂质沉积、激活电压