干旱條件下碳酸酐酶基因的表達及其對作物水分需求信息的表征.pdf

1、水分是植物進行光合自養(yǎng)作用并賴以生存的前提條件，干旱脅迫的程度直接影響植物的生長發(fā)育。干旱脅迫可以導致葉片蒸騰量過大、細胞失水、膜脂過氧化、葉綠素結(jié)構(gòu)破壞，嚴重時會導致作物死亡。足夠的水分供應才能滿足植物生長的需要，但是過度灌溉同樣會影響植物的正常生長，導致水資源的浪費。本文以苗期番茄和諸葛菜為實驗對象，研究了不同的干旱條件對其生長和碳酸酐酶基因表達的影響，以期進一步了解干旱與相關(guān)基兇表達的關(guān)系，并為優(yōu)化灌水時間和頻率，降低水資源浪費提

2、供理論依據(jù)。
　　番茄和諸葛菜種植于不同干旱強度9％、12％、15％、18％、21％、30％土壤含水量的條件下，測定了苗期番茄和諸葛菜葉片光合作用、光合作用相關(guān)酶(CA、PEP、RuBPCase)活性、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、CA基因表達及同一時期相同處理不同部位CA基因表達量等指標。所取得的結(jié)果如下:
　　1.在不同干旱梯度9％、12％、15％、18％、21％、30％土壤絕對含水量處理下，土壤絕對含水量為1

3、5％時，番茄光合速率達到最大，胞間二氧化碳濃度較低，氣孔開度較高，此時對于番茄植株的生長發(fā)育和生物量積累等生理活動是較優(yōu)的。土壤含水量為18％時諸葛菜光合速率達到最大，胞間二氧化碳濃度較高，水分利用效率較高。
　　2.在不同干旱梯度9％、12％、15％、18％、21％、30％土壤絕對含水量處理下，番茄葉片的Rubisco、PEPC、CA分別在土壤絕對含水量為18％、21％、18％時達到最大，說明20％左右的土壤絕對含水量對于番茄的

4、生長和生物量積累最為有利。諸葛菜葉片的Rubisco、PEPC、CA分別在土壤絕對含水量為18％、21％、15％時達到最大，此時對于諸葛菜幼苗的光合作用具有最大的催化促進作用。
　　3.在對番茄葉片生理指標的影響中，15％土壤絕對含水量處理下番茄葉片的SOD和POD活性最高，12％土壤絕對含水量時CAT活性達到最大，此時能夠最有效的防止MDA等膜質(zhì)過氧化物和活性氧的積累，有利于植株的生長和發(fā)育。不同干旱強度對諸葛菜葉片生理指標的影

5、響中，當土壤絕對含水量為15％時，以SOD為主的抗氧化酶活性達到最大，能夠最有效的防止活性氧的積累，避免膜質(zhì)過氧化，使植株葉片水勢維持在較高的水平。
　　4.番茄在15％土壤絕對含水量的干旱強度處理下胞質(zhì)CA表達大于其他處理組。諸葛菜在12％土壤絕對含水量的干旱處理處理下胞質(zhì)CA表達大于其他處理組，達到最大值。中度干旱脅迫下胞質(zhì)CA基因表達大于輕度和重度脅迫下的表達，可能是中度干旱脅迫下CA活性高的一個方面原因。過度的干旱脅迫導致

6、蛋白質(zhì)核苷酸等的降解，進而失去酶活性，最終導致CA的失活。
　　5.根據(jù)基因表達與酶活性對干旱脅迫響應的規(guī)律，對于番茄和諸葛菜的種植，當土壤絕對含水量為15％時最適合生長，灌溉時應以15％土壤絕對含水量為標準進行控水。對于其他作物同樣可以通過光合儀測定出相關(guān)酶活性達到最大時的Pn等生理指標，就能得出最有利于作物生長的水分條件，為確定設施蔬菜合理灌溉時間點及灌溉量提供了一種快速、高效的方法，有利于減少水資源的浪費。
　　總之，