抗蟲棉的鉀營養(yǎng)效率及冠菌素對植物根系形態(tài)的調控機制.pdf

1、抗蟲棉在生產上較非抗蟲棉更容易因缺鉀而發(fā)生早衰。本試驗以生產上廣泛種植的兩個轉基因抗蟲棉品種中棉所41和新棉99B、兩個非抗蟲棉品種中棉所36和中棉所35為材料，在水培條件下研究棉花幼苗對鉀缺乏敏感性的基因型差異。結果表明，在低鉀條件下(0.02 mM)，兩個非抗蟲棉品種的根、莖、葉生物量和鉀積累量顯著高于兩個抗蟲棉品種，表明抗蟲棉對鉀缺乏更為敏感。 為了促進根系發(fā)育、提高抗蟲棉的吸鉀能力，研究了植物生長調節(jié)劑冠菌素(茉莉酸的結

2、構及功能類似物)對棉花幼苗側根發(fā)生的調節(jié)作用及其激素生理機制。供試品種為轉基因抗蟲棉新棉99B，在光照生長室中進行營養(yǎng)液培養(yǎng)。結果表明，與高鉀(0.5 mM)相比，低鉀(0.05 mM)抑制了棉花幼苗根系的伸長和側根的發(fā)生，這可能與低鉀條件下根系中乙烯釋放量顯著增加和生長素的含量顯著下降有關。無論在高鉀還是低鉀條件下，像生長素類似物NAA一樣，10～100 nM的冠菌素促進了棉花幼苗側根的發(fā)生，并且導致側根發(fā)生向根系頂端靠近。然而，冠菌

3、素處理并沒有提高棉花根系中游離IAA的含量，說明冠菌素對側根發(fā)生的促進不依賴于根中IAA含量的增加。進一步研究表明，生長素極性運輸抑制劑NPA顯著抑制了冠菌素對側根的誘導效果，提示冠菌素對棉花側根發(fā)生的促進作用與生長素的極性運輸有關。在低鉀條件下，側根發(fā)生對冠菌素的響應比高鉀條件下更為敏感，這可能與低鉀條件下冠菌素顯著抑制了根系中乙烯的釋放有關。 利用與生長素和乙烯有關的擬南芥突變體，探討了冠菌素促進其根毛發(fā)生的激素生理機制。結

4、果顯示，10～1000 nM冠菌素在低鉀(0 nM)和高鉀條件下(2 mM)均可以促進擬南芥根毛的形成，并且在低鉀條件下這一作用更為明顯。由于在黑暗條件下冠菌素同樣可以促進根毛的形成，并且冠菌素可以促進幾乎無根毛突變體axr2和rhd6的根毛形成，因此冠菌素對擬南芥根毛形成的促進不是其抑制根系伸長的一種間接反映。在培養(yǎng)基上添加乙烯合成前體ACC或使用乙烯過量產生突變體etol，冠菌素對根毛的促進作用更為顯著，表明冠菌素可以和乙烯協(xié)同促進