植物激素对铝胁迫下番茄根生长的影响.pdf

安徽科技学院学报 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 收稿日期 nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull 基金项目 安徽省自然科学基金 nullnullnullnullnullnullnullnull 安徽省高校自然科学研究项目 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 国家级大学生创新创业训练计划 项目 nullnullnullnullnullnull 作者简介 蔡家辉 nullnullnullnull 男 安徽宿州人 硕士研究生 主要从事番茄生长发育及逆境胁迫研究 null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull 通信作者 祝嫦巍 教授 null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 植物激素对铝胁迫下番茄根生长的影响 蔡家辉 null null 王乾坤 null null 吴 null 越 null null 刘华彬 null null 祝嫦巍 nullnull nullnull 安徽科技学院 农学院 安徽 凤阳 nullnullnullnullnullnullnull nullnull 安徽科技学院 生命与健康科学学院 安徽 凤阳 nullnullnullnullnullnullnull 摘 null 要 目的 探究植物激素对铝胁迫下番茄根生长的影响 为增强番茄耐铝能力及培育抗铝番茄品种提 供理论依据 方法 以栽培品种番茄为试验材料 外源施加细胞分裂素 nullnullnullnull 水杨酸 nullnull 茉莉酸甲酯 nullnullnullnull 油菜素内酯 nullnull 生长素类似物 nullnullnull 探究不同植物激素在番茄响应铝胁迫过程中的调控机 制 结果 细胞分裂素 水杨酸 茉莉酸甲酯增加了番茄对铝胁迫的敏感性 加重了铝对根生长的抑制作 用 油菜素内酯对铝胁迫下番茄根的生长无明显作用 外源施加 nullnullnull 时 促进了番茄侧根发育 但明显 加重了铝诱导的主根和侧根生长抑制 增加了番茄对铝胁迫的敏感性 外源施加生长素运输抑制剂 nullnullnull 和 nullnullnullnull 也加重了铝诱导根的生长抑制 而外源生长素合成抑制剂 nullnullnullnullnullnullnull 明显缓解了铝诱导的 根生长抑制 降低了番茄对铝胁迫的敏感性 利用生长素响应报告基因 nullnullnull nullnullnull 番茄转基因植株 发 现铝胁迫促进生长素在根尖分生区和转换区 分生区与伸长区之间 细胞的积累 过量的生长素抑制根的 伸长生长 而 nullnullnullnullnullnullnull 通过减少生长素在根尖的积累缓解铝胁迫导致的根生长抑制 结论 通过生长素合 成途径解析番茄响应铝胁迫的调控机制 应用生长素合成抑制剂 nullnullnullnullnullnullnull 缓解番茄铝胁迫 降低了铝离子 和铝诱导的活性氧 nullnullnull 在番茄根尖的积累 减少了细胞死亡 关键词 番茄 铝胁迫 植物激素 生长素 根的生长 中图分类号 nullnullnullnullnullnull 文献标志码 null 文章编号 nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 开放科学 资源服务 标识码 nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null null null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 铝 nullnull 是地壳中含量最多的金属元素 在土壤环境中常以无毒的硅酸盐 氧化物的形式存在 在酸 性 nullnullnullnullnull 土壤中 含铝的硅酸盐 氧化物释放出三价铝离子 nullnullnull nullnull 抑制植物的根系生长发育 减少植 物对营养物质的吸收 成为抑制植物生长 限制作物产量的重要因素 null nullnull 植物的根尖组织是铝毒害的主 要靶位点 根尖转换区 分生区和伸长区之间 是植物对铝毒胁迫最敏感的部位 nullnullnull nullnull 主要通过抑制这一 组织部位细胞的分裂和伸长来抑制根的生长 null 在受到铝胁迫时 植物在长期进化和适应环境的过程中 形成了内部耐受和外部排斥机制 内部耐受主要是通过液泡的区隔化和有机酸螯合以减弱铝离子对植物 细胞的毒害作用 外部排斥则主要通过植物的根系分泌有机酸以螯合根际的铝离子 减少铝离子进入细 胞 降低铝对植物的毒害作用 null nullnull 激素作为重要的植物生长调节物质 在植物的生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥重要的调控作用 研究发现 水杨酸 茉莉酸 乙烯 细胞分裂素和生长素均参与植物的铝胁迫响应过程 水杨酸 nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull 作为内源性信号响应分子 参与植物的逆境胁迫响应过程 对大豆 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 外源施加水 杨酸可以降低植物根系对铝的吸收 促进根系分泌更多的柠檬酸盐 从而缓解铝的毒害作用 恢复根系生 长 null nullnull nullnullnull null 水杨酸可以提高葡萄 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 根系活力 null 铝胁迫诱导茉莉酸合成相关基因表 达上调 植物体内茉莉酸含量升高 外源施加茉莉酸甲酯 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 会加重铝胁迫导致 的根生长抑制 null 此外 铝胁迫还会导致根尖过渡区细胞分裂素信号响应增强 外源施加细胞分裂素 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 会增强铝胁迫导致的根生长抑制 研究表明 铝胁迫诱导的根尖细胞分裂 素信号响应受到生长素的调控 null 因此 生长素不仅直接参与调控植物铝胁迫响应过程 还可以通过下游 的细胞分裂素信号途径进一步影响植物根的生长 生长素 nullnullnullnullnull 是植物响应铝胁迫过程中的关键信号调控分子 铝胁迫诱导生长素在根尖分生区和 转换区的合成增加 过度积累的生长素进而抑制根的伸长生长 nullnull 但是 生长素在不同的植物种类中有 着不同的调控机制 在拟南芥的生长中 铝胁迫通过影响生长素在根尖的极性运输和本地合成 导致生长 素在根尖分生区和转换区细胞的过量积累 高浓度的生长素进而抑制主根的伸长生长 nullnull 但是在玉米 nullnullnullnullnullnullnullnull 的生长中 铝处理会使根尖生长素含量降低 抑制玉米根系生长 但外源施加 nullnullnull 可缓解铝 胁迫导致的玉米根生长抑制 nullnull 铝胁迫下生长素在拟南芥和玉米根系生长中起到截然不同的作用 这可 能是由于生长素在双子叶植物和单子叶植物响应铝毒胁迫过程中发挥着不同的调节机制 本试验以番茄 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 为研究材料 探究不同植物激素和植物生长调节剂对铝胁迫 下番茄根生长的影响 利用生长素报告基因 nullnullnull nullnullnull 探究番茄根部生长素对铝胁迫的响应机制 同时 nullnull nullnullnullnullnullnull 安徽科技学院学报 nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull 年 通过活性氧和细胞死亡检测研究根部细胞与铝胁迫之间的相互作用 为在酸性土壤环境下番茄耐铝种植 提供理论基础 nullnull 材料和方法 nullnullnull 供试材料 供试材料为栽培品种矮生番茄 由甘肃甘益农种业有限公司生产 本试验所用 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 背景的 nullnullnull nullnullnull 转基因番茄是由 nullnullnull nullnullnull 转基因番茄 nullnullnullnull 背景 由齐明芳教授提供 通过与 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 回交 null 次获得 nullnull nullnullnull 试验方法 nullnullnullnull 植物培养 null 番茄种子使用 nullnullnullnullnullnullnull 溶液消毒 nullnullnullnullnull 无菌水冲洗 null 遍 播种在 null nullnullnull 培养基上 避光萌发 萌发后选取生长一致 根长为 nullnullnullnull nullnull 的番茄幼苗转移至 null nullnullnullnullnullnullnullnull 营养液中 放置在 人工气候培养箱内培养 光照 nullnullnull nullnullnull 黑暗 nullnull nullnullnull 相对湿度为 nullnullnull 光照强度为 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull 处理 null 每组处理挑取 nullnull 株生长一致的番茄幼苗 在 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull 溶液中预处理 nullnullnullnull 转移到含不同浓度 nullnullnullnullnull null nullnull nullnull nullnull nullnullnull nullnullnull null 的 null nullnullnullnullnullnullnullnull 营养液中培养 每 null 天更换 null 次营养 液 并保证每次所换溶液 nullnull 为 nullnull 第 null 天使用扫描仪扫描拍照 用 nullnullnullnullnullnullnull 软件测定根长 nullnullnullnull 激素处理 null 每组处理挑取 nullnull 株生长一致的番茄幼苗 在 nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull 溶液中预处理 nullnullnull 转 移到含有 nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull 和不同植物生长调节剂 nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull 或 nullnullnullnull 的 null nullnullnullnullnullnullnullnull 营养液中培养 营养液每 null 天更换 null 次 并保证每次所换溶液 nullnull