川白芷光合生理特性分析

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaotao_8730
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
药材白芷是伞形科多年生植物白芷Angelica dahurica(Fisch.ex Hoffm)Benth.et Hook.f.或杭川白芷Angelica dahurica(Fisch.ex Hoffm)Benth.et Hook.f.var.formosana(Boiss)Shan et Yuan的干燥根,其为我国常用大宗药材,是重要的医药、食品和化工原料,产于四川省的白芷被称作川白芷,是著名川产道地药材,其原植物为后者。光合作用是植物重要生理过程,不同植物以及同一植物不同发育时期光合能力存在较大差异,弄清植物光合特性对人工调控植物生长发育有重要作用,而目前川白芷光合特性研究鲜有报道;生产中早抽薹会导致川白芷减产和品质降低,已有研究表明某些植物早抽薹期间光合特性发生显著变化,但机制尚不明确;COSNTANS-LIKE家族参与调控植物开花和叶绿素合成等代谢径,与光合作用密切相关。因此,本研究拟对川白芷光合生理特性进行研究,并分析早抽薹对其光合特性的影响,开展川白芷Ad CONSTANS-LIKE家族的生物信息学分析,以期为川白芷合理栽培提供指导,并为进一步揭示川白芷早抽薹调控机制积累更多资料。主要结果如下:1不同生长年限川白芷最适光响应曲线拟合模型均为直角双曲线修正模型,川白芷光饱和点较高,一年生川白芷约1 611.33μmol·m-2·s-,二年生川白芷约为1 797.81μmol·m-2·s-1,其光补偿点则分别为17.98μmol·m-2·s-1和52.23μmol·m-2·s-1,符合典型阳生植物特征。不同生长年限川白芷的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日变化曲线均为单峰型。二年生川白芷净光合速率和蒸腾速率日均值显著高于一年生白芷,而气孔导度日均值无显著差异。一年生和二年生川白芷的净光合速率都与气孔导度呈极显著正相关,与胞间CO2浓度分别呈极显著和显著负相关。一年生川白芷的蒸腾速率与有效光合辐射强度和空气温度呈显著正相关,与胞间CO2浓度呈极显著负相关,二年生川白芷的蒸腾速率与有效光合辐射强度呈极显著正相关,而与胞间CO2浓度呈显著负相关。总体上,二年生川白芷叶片光合效率高于一年生川白芷,但利用弱光能力不及一年生者,适合种植于阳光更充足环境。2对6个不同品种(系)川白芷一年生植株不同发育时期的光合特性进行分析,结果发现其净光合速率、叶绿素含量、叶绿素a/b值和胞间CO2浓度值均在4月显著下降,气孔导度和蒸腾速率则上升,其叶片在田间出现衰老迹象,但5月川白芷叶片光合能力又开始恢复,结合此期川白芷叶片氮含量急剧下降,建议4月初田间适量追施氮肥。本试验还发现,川白芷叶片具有较高的PEPC/Rubisco值,结合其叶片解剖结构表现出类似C4植物结构,认为川白芷光合碳同化途径应属C3-C4中间型。3川白芷早抽薹植株的生长发育速度在前期高于正常川白芷,其株高和茎基粗增长快,但5月时其生长变缓。3月,各品系早抽薹植株叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及叶绿素含量均显著低于正常植株,4月各品系早抽薹植株也表现出净光合速率以及叶绿素含量下降,但下降情况与正常植株不尽相同,而早抽薹植株叶片气孔导度和蒸腾速率有所回升,说明此时其蒸腾作用增强。5月各品系早抽薹植株叶绿素含量和净光合速率及其他光合参数均显著低于正常植株叶片,其编码叶绿素合成通路的关键调控酶脲卟啉原III合成酶基因(Ad UROS)及脲卟啉原III脱羧酶基因(Ad UROD)的表达量也显著低于正常植株,即早抽薹植株叶绿素合成通路可能受到抑制。本试验结果还表明,此时各供试品系的早抽薹植株叶片的光合碳同化酶活性均较正常植株叶片有所升高,其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因Ad PEPC和1,5核酮糖-二磷酸羧化酶/加氧酶基因Ad RAF表达量也上调,说明早抽薹川白芷植株具有较高的碳同化效率以维持叶绿素合成受抑制情况下的生长。4取早抽薹刚发生时(3月一级花序分化时期)的“川芷2号”早抽薹植株及其正常植株叶片进行转录和代谢组分析,结果表明早抽薹植株叶片的原卟啉铁离子螯合酶基因Adhem H上调,3-磷酸甘油酸激酶和核糖-5-磷酸异构酶基因Ad PGK以及Ad RPI的转录水平均下调,其原叶绿素酸酯、脲卟啉原III、粪卟啉原和四氢叶酸蝶呤含量显著低于正常植株,进一步说明早抽薹川白芷叶绿素合成功能确实发生障碍。此外,早抽薹植株光合电子传递途径中编码铁氧还蛋白还原酶和光系统II W亚基的基因Ad Fdr A和Ad PSb W转录水平显著下调,与其光合能力下降的结果一致。本试验还发现,早抽薹发生后编码乙酰辅酶A羧化酶、3-酮酰基-Co A合酶和脂酰酰基载体蛋白硫解酶B的基因Ad ACACA、Ad KCS和Ad FATB显著上调,而乙酰辅酶A酰基转移酶和长链酰基辅酶基因Ad FAd A和Ad ACSL下调,早抽薹植株叶片饱和脂肪酸含量增加;此外早抽薹植株叶片中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和α-淀粉酶基因Ad APS2和Ad AMYA转录水平上调,麦芽三糖含量显著增高,说明早抽薹还导致叶片淀粉降解。5 CONSTANS-Likes蛋白家族与抽薹开花和叶绿素积累等密切相关。在川白芷中发现12个具有完整保守结构的Ad CONSTANS-Like蛋白。分析其理化性质发现仅有Ad COL2为稳定性疏水性蛋白,其他均为不稳定性疏水蛋白,都定位在细胞核,均具有保守的CCT结构域,但是在N端B-BOX锌指结构的序列差异较大。12个Ad CONSTANS-Like蛋白被分为三类,与其他物种的亲缘关系较远。荧光定量结果表明,5个Ad CONSTANS-Like差异基因在川白芷早抽薹叶片中的相对表达量显著低于正常叶片。综上,不同生长年限川白芷最适光响应曲线拟合模型均为直角双曲线修正模型,川白芷为典型的阳生植物,属C3-C4中间型。早抽薹川白芷叶片从抽薹早期开始,即出现加速衰老迹象,其主要光合参数快速下降,叶绿素合成受阻,光合电子传递转录水平下调,但可通过提高碳同化效率促进生长和发育。本文从川白芷中共筛选到12个结构完整的Ad CONSTANS-Like蛋白,在早抽薹叶片中共发现5个Ad CONSTANS-Like基因显著下调表达,具体功能有待进一步研究。
其他文献
当今世界上大量的信息存储在结构化和半结构化的知识库中,对其进行查询的高效、简单的方法必不可少,方法不能仅限于拥有查询语言专业知识的人使用。语义解析领域涉及到将自然语言语句转换成计算机可执行的逻辑形式。借助于语义解析,人们可以不借助于专家,直接通过语义解析器将自然语言语句转换为逻辑形式,并对知识库进行查询。语义解析的发展历经三个阶段,基于规则模型、基于统计的学习模型、基于神经网络模型,每一阶段相较于
广义上的汝窑系指宋代汝州境内的所有窑场。古代文献上所说的"汝窑"系指北宋晚期专为宫廷烧造天青色釉青瓷的窑场,即狭义上的汝窑,也就是人们常说的"五大名窑"——汝、官、哥、定、钧窑中的汝窑,有人称之为"汝官窑",也称"传世汝窑"。考古调查和发掘的情况表明,其遗址位于今河南省平顶山市宝丰县大营镇清凉寺村。
期刊
镉(Cadmium,Cd)是一种有毒的重金属环境污染物,可对人和动物造成多器官的毒性损伤,其中肝脏是Cd中毒的重要靶器官。Cd对肝脏的毒性与氧化应激密切相关。因此,为减轻Cd致肝脏氧化损伤,寻找一种安全高效的抗氧化物已成为当下治疗Cd中毒的主要方向。其中,维生素E(Vitamin E,VE)是一种重要的抗氧化剂;Nrf2介导的信号通路在细胞氧化防御中发挥重要作用。目前,已有一些报道表明VE联合其它
本文主要研究了一类定义在三维环面(?)3上、带有L2外力项的超粘性Navier-Stokes方程的有限维约化问题,证明了该问题惯性流形的存在性.对带有低正则外力的原问题,先利用渐近正则化方法证明了正则吸引子的存在性,进而运用空间平均方法对预备方程构造了惯性流形,最后阐明预备方程的惯性流形也是原问题的惯性流形.
随着社会生活水平的不断提高以及人们消费观念的改变,小家电逐渐成为人们在生活和办公空间中所青睐的产品。由于小家电的特点决定了产品消费更具冲动性和个性化,因此在带给人们便利的同时也引发了一些问题。一些企业及商家未能真正了解用户的心理需求而盲目开发产品,造成小家电产品同质化严重,且在功能整合设计方面缺乏合理性的问题。那么如何获取消费者的心理需求来指导小家电的设计开发是当下急需解决的问题。感性工学是将人们
城镇化是人类社会文明进步的标志,是推动我国社会经济发展的重要战略和引擎,是现代化建设的必由之路。改革开放以来,我国的城镇人口不断增长,城镇化水平快速提升。根据国家统计年鉴显示,1978-2018年中国城镇常住人口从1.7亿人增加到8.3亿人,城镇化率从17.9%增加到59.6%,提高41.66个百分点。随着我国城镇化从中心城市向周边县域快速传导的趋势不断显现,县域城镇化逐步成为我国城镇化发展的重点
变量选择作为统计学中降维方法的一个重要的部分,在日常生活和数据分析中得到了广泛的运用。但现在已经进入大数据时代,这意味着数据量和变量个数愈发变大,某些情况下不能再使用传统的变量选择方法。因此尝试使用其他方法或者寻找一些关键量进行变量选择,成为亟需研究的崭新课题。本文尝试使用小球协方差Bcov和小球相关Bcor去进行充分变量选择。本文根据前人提出的使用DC,HSIC两种独立性测度进行充分变量选择的方
猕猴桃是四川省重要的农经作物之一,由丁香假单胞杆菌猕猴桃致病变种(Pseudomonas syringae pv.actinidiae,Psa)引起的猕猴桃溃疡病严重阻碍了猕猴桃产业的发展,当前针对该病害还没有一套真正高效的防控措施,究其原因是没有真正弄清该病害的传播扩散规律。本研究从四川猕猴桃溃疡病流行动态、传播扩散介质的研究入手,初步明确了四川省猕猴桃溃疡病的传播扩散规律,并以此为基础探索了叶
怀山药(Dioscorea opposita.Thunb.)是我国著名的“四大怀药”之一,铁棍山药是怀山药中的一个优良品种,药食同源,但生产中因长期营养繁殖而导致病毒感染严重,造成产量降低、品种退化。为解决上述问题,本文在实验室前期研究工作的基础上,对铁棍山药胚性愈伤组织的诱导、继代、细胞悬浮培养、脱毒微型块茎诱导形成、储存与萌发、大田应用以及脱毒铁棍山药的产量和品质进行了系统的研究,旨在建立怀山
本研究以烤烟品种云烟87为研究材料,研究竹炭有机肥对于烟田土壤理化性质、烟株生长及产量、品质的影响。通过开展使用不同数量竹炭有机肥试验,明确其对土壤性质、烟株生长及产质量的影响和适宜施用量,为竹炭有机肥的合理施用及配方改进提供科学依据。主要研究结果如下:1)施用竹炭有机肥可显著改善植烟土壤的理化性质。施用竹炭有机肥显著提升土壤碱解氮含量,且烟田碱解氮含量随竹炭有机肥施用量增加而增加;添加竹炭有机肥