导读:本文包含了抗旱性机制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:紫花苜蓿,抗旱机制,转录组,蛋白质组
抗旱性机制论文文献综述
张翠梅[1]（2019）在《不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱的生理及分子机制研究》一文中研究指出干旱是制约生态环境建设、植物分布和生产力的世界性问题。全球干旱、半干旱地区约占陆地面积的35%,且有逐年增加的趋势。干旱胁迫所导致的作物减产,超过其他环境因子胁迫所造成减产的总和。研究植物响应干旱胁迫的形态、生理生化和分子机制,发掘参与植物干旱胁迫响应的调控/功能基因并明确其作用机理,将为提高植物抗旱性、选育抗旱优良品种、发展抗旱高产农业提供理论指导。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上广泛分布且享有盛誉的优良豆科牧草,在改善生态环境、水土保持方面具有天然优势。然而,日益加剧的干旱对紫花苜蓿的种植面积和产量构成了严重威胁,干旱地区的旱作苜蓿产量只有通过抗旱苜蓿品种的培育和应用才能达到增产和稳产。通过比较抗旱性差异显着的紫花苜蓿品种对干旱胁迫的形态、生理及分子响应差异,将有助于揭示紫花苜蓿适应干旱的关键机制,从而为深入研究紫花苜蓿的抗旱机制提供理论依据。基于此,本研究以强抗旱陇中苜蓿(Medicago sativa L.cv.Longzhong)为供试材料,以中抗旱陇东苜蓿(Medicago sativa L.cv.Longdong)和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.Gannong No.3)为对照材料,采用PEG模拟干旱胁迫,首先比较了不同胁迫水势和胁迫时间处理下,不同抗旱性苜蓿品种幼苗叶片和根系对干旱胁迫的形态及生理响应差异;随后从转录组学、蛋白质组学与代谢组学水平上对比分析了强抗旱陇中苜蓿和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿幼苗根系响应干旱胁迫的分子机制,鉴定出参与响应干旱胁迫的关键候选基因、蛋白及代谢物;最后从形态、生理生化及分子水平上对比分析了强抗旱陇中苜蓿的关键抗旱机制。主要结果如下:(1)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d是区分干旱胁迫下供试苜蓿幼苗生长及生理响应差异的敏感处理条件。根系是紫花苜蓿幼苗抗旱的关键部位。紫花苜蓿的抗旱能力与较强的抗氧化防御能力和较低的脂质过氧化程度密切相关,抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环是提高紫花苜蓿抗旱能力的重要机制。长期干旱胁迫下,陇中苜蓿表现出最高的叶片保水能力、光合能力和渗透调节能力,最低的脂质过氧化和最高的抗氧化酶(GPX、MDAR、DHAR和GR)活性及最高的抗氧化酶基因(MsGPX、MsMDAR、MsDHAR和MsGR)的表达水平,这些酶及其基因主要参与AsA-GSH循环,以维持细胞内ROS产生和清除之间的平衡。甘农3号紫花苜蓿表现出最高的脂质过氧化和最低的抗氧化酶活性及基因表达。陇东苜蓿具有中等的维持光合作用的性能及非酶促和酶促ROS清除系统协调能力。(2)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d后,通过不同抗旱性紫花苜蓿品种根系的转录组测序(RNA-Seq)分析,在陇中苜蓿和甘农3号紫花苜蓿根系分别鉴定出12,585个差异表达基因(DEGs)(6,605个上调,5,980个下调)和14,724个DEGs(8,049个上调,6,675个下调),两者共同具有8,336个DEGs(4,013个上调,4,323个下调)。这些基因主要参与碳水化合物代谢、脂质代谢、氨基酸代谢和次级代谢、信号转导、细胞防御和胞内运输、转录和翻译调控及其他未知途径。与甘农3号紫花苜蓿相比,干旱胁迫促进了陇中苜蓿根系结构性碳水化合物代谢、脂质代谢(角质,小檗碱和蜡生物合成及油脂合成途径)、氨基酸代谢、次级代谢、信号转导(Ca~(2+)信号传导、乙烯和茉莉酸生物合成)、细胞防御(微管蛋白和过氧化物酶体)及氨酰基-tRNA生物合成相关的基因表达。相比之下,甘农3号紫花苜蓿根系参与转录和翻译调控的基因表达及转录因子的表达均易受干旱胁迫的影响。(3)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d后,通过不同抗旱性紫花苜蓿品种根系的蛋白质组学分析,在陇中苜蓿和甘农3号紫花苜蓿根系分别鉴定出71种差异积累蛋白(DAPs)(47种上调,24种下调)和90种DAPs(41种上调,49种下调),两者共同具有19种DAPs(13种上调,6种下调)。这些蛋白主要参与碳水化合物及能量代谢、胁迫及防御、蛋白代谢、细胞膜及运输、信号转导、转录、细胞壁及细胞骨架代谢及其他未知功能。干旱胁迫显着诱导了陇中苜蓿根系参与活性氧(ROS)解毒、次级代谢、蛋白质加工、跨膜转运及细胞壁和细胞骨架代谢的蛋白上调表达;而显着改变了甘农3号根系信号转导相关蛋白的表达。(4)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d后,通过不同抗旱性紫花苜蓿品种根系的非靶向代谢组学分析,在陇中苜蓿和甘农3号紫花苜蓿根系分别鉴定出59种差异表达代谢物(DEMs)(38种上调,21种下调)和66种DEMs(39种上调,27种下调),两者共同具有46种DEMs(30种上调,16种下调)。供试苜蓿通过改变氨基酸及其衍生物、脂质(甘油酯和甘油磷脂)、次级代谢物(有机酸、异黄酮和黄酮)、核苷酸及其衍生物及其他代谢物含量来适应干旱胁迫。干旱胁迫显着降低了甘农3号紫花苜蓿根系的代谢物含量,而陇中苜蓿根系内大部分与氨基酸代谢、苯丙烷类合成以及嘌呤和嘧啶代谢相关的代谢物含量显着增加。(5)就形态及生理水平而言,陇中苜蓿幼苗的强抗旱能力与其体内有效的生物量调配机制、较强的叶片保水能力、较强的渗透调节能力、较低的膜脂过氧化和ROS积累水平、较强的酶促及非酶促抗氧化系统的防御能力有关;就分子水平而言,干旱胁迫下,陇中苜蓿能够显着诱导根系参与碳水化合物代谢、脂质代谢、氨基酸代谢和苯丙烷类生物合成、信号转导、细胞防御以及氨酰基-tRNA生物合成相关的基因表达;激活与胁迫防御和解毒以及跨膜运输相关蛋白的表达,有效维持蛋白加工和降解的平衡,同时增强细胞壁调节能力;有效地促进关键代谢物的合成代谢途径,提高渗透调节能力、ROS解毒能力和细胞膜稳定性,最终增强其抗旱能力。此外,异黄酮生物合成途径是陇中苜蓿适应干旱胁迫的关键代谢途径。本研究初步探明了强抗旱能力苜蓿品种抗旱的形态、生理及分子适应机制,鉴定了强抗旱能力苜蓿品种响应干旱胁迫的关键代谢通路及关键胁迫响应基因、蛋白和代谢物,有关以上候选基因、蛋白和代谢物在提高苜蓿抗旱性的作用机制还有待进一步研究。(本文来源于《甘肃农业大学》期刊2019-06-01）
谢腾龙[2]（2019）在《2-（3、4-二氯苯氧基）叁乙胺（DCPTA）提高玉米抗旱性生理及分子机制研究》一文中研究指出干旱胁迫严重影响植物生长,是导致作物减产的主要非生物胁迫之一,关于提高作物抗旱性的研究已引起了广泛关注。玉米是全球种植最广泛的作物之一,是我国极其重要的粮食、饲料、经济兼用作物。近年来,干旱发生频次和程度呈加剧趋势,严重影响玉米的生长发育和产量。前人研究表明,2-(3,4-二氯苯氧基)叁乙胺(2-(3,4-dichlorophenoxy)-triethylamino,DCPTA)可促进植物的生长和光合能力,但仅有少数研究是关于大田作物,且关于其对作物抗逆性影响的报道较少。本试验为探明DCPTA提高玉米抗旱性生理及分子机制研究,开展了室内水培模拟和室外大田试验,一是以玉米自交系“昌7-2”为材料,采用水培方式,利用聚乙二醇(PEG)-6000模拟根际干旱胁迫条件,研究DCPTA对模拟干旱胁迫下玉米生长、光合作用、抗氧化保护系统、渗透调节系统和氮代谢的影响。二是以玉米品种“郑单958”为材料,在大田条件下研究DCPTA对干旱胁迫下玉米产量和氮代谢的影响,探讨DCPTA在提高玉米抗旱性中的生理调节功能。主要结果如下:(1)DCPTA预处理在一定程度上缓解了模拟干旱所引起的幼苗生长抑制,模拟干旱胁迫所引起的幼苗净光合速率(Pn)、气孔导率(Gs)、蒸腾速率(Tr)、光系统II的实际光化学量子效率(ФPSII)、最大光化学效率(Fv/Fm)和非光化学猝灭系数(NPQ)的下降以及初始荧光(Fo)的增加。DCPTA预处理减轻了干旱胁迫对光合系统的损害。此外,在模拟干旱条件下,DCPTA预处理促进根系生长(如根长、根表面积、根体积)并增加了根系导水率(Lp),维持了较高的叶片相对含水量(RLWC)。结果表明,DCPTA预处理可通过提高玉米幼苗的光合作用能力,促进幼苗生长,增强玉米幼苗的抗旱性。(2)模拟干旱胁迫在一定程度上诱导了超氧化物歧化酶的活性(SOD)、过氧化物酶(POD),抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性;相同条件下,DCPTA预处理进一步增强了SOD、POD、APX和GR活性。DCPTA预处理缓解了由于模拟干旱胁迫引起的过氧化氢酶(CAT)、单脱水抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸(DHAR)活性的降低。抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环中酶活性和表达水平上升,有利于增强AsA和GSH的含量,降低超氧阴离子(O_2.~-)产生速率、过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)含量以及相对电导率(EL),增强了膜的稳定性,缓解了模拟干旱胁迫对玉米幼苗的伤害。结果表明,DCPTA预处理增强AsA-GSH循环的抗氧化能力可能是提高玉米幼苗抗旱能力的有效机制。(3)本研究通过转录组分析、定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)分析和western-blot等方法,探究了在15%PEG-6000模拟干旱胁迫下DCPTA处理提高玉米幼苗生长和耐旱能力的可能机制。在差异表达基因(DEG)包括编码(N)代谢相关基因,如NADH-硝酸还原酶(NR)、NADH-NR、Fd-NiR、Fd-谷氨酸合成酶(Fd-GOGAT)和叶绿体谷氨酰胺合成酶(GS2)基因。此外,模拟干旱胁迫条件下,DCPTA处理保持了NADH-NR、Fd-NiR、GS2和Fd-GOGAT相对表达水平和酶蛋白含量的稳定。与此同时,外源DCPTA缓解了PEG模拟干旱引起的NR、NiR、GOGAT和GS的酶活性以及硝酸盐(NO_3~-)、亚硝酸盐(NO_2~-)和可溶性蛋白含量的降低,蛋白酶水解活性和铵(NH_4~+)和游离氨基酸的含量的增加。结果表明,外源DCPTA通过调节参与氮代谢相关酶的转录来调节酶蛋白合成和活性以提高植株的生长和耐旱能力。(4)大田条件下,DCPTA(25 mg/L)处理显着缓解了干旱导致的玉米产量、叶和根相对增长率(RGR)、RLWC、Pn、Gs、Tr、NO_3~-和NO_2~-含量、可溶性蛋白质含量、NR、NiR、异柠檬酸脱氢酶(ICDH)、丙氨酸转氨酶(AlaAT)和天冬氨酸转氨酶(AspAT)活性的下降。此外,在非逆境条件下,DCPTA处理增加了Ci、NH_4~+和游离氨基酸含量、谷氨酸脱氢酶(GDH)和蛋白酶活性。同时,在干旱条件下,DCPTA处理改善了玉米根系的时空分布,提高了玉米根系的Lp、伤流液量和NO_3~-转移率。结果表明,玉米雌前花序时期,外源DCPTA缓解了干旱对N代谢的抑制作用,进而提高了抗旱性。(本文来源于《东北农业大学》期刊2019-06-01）
强晓晶[3]（2019）在《披碱草内生真菌对小麦抗旱性的影响机制》一文中研究指出植物内生真菌对宿主植物的生长、生理代谢和营养元素积累有重要影响,其丰富的次生代谢产物具有生物活性。在促进植物生长、生物防控、重金属污染修复和提高植物抗逆性等农业领域具有巨大的应用潜力。本论文从甘肃省和内蒙古干旱地区采集的披碱草种子中分离、纯化并鉴定内生真菌,通过测定内生真菌的生长特性以及分析其液体培养物中的植物激素,结合小麦温室盆栽和大田盆栽实验,研究从披碱草种子中分离的内生真菌对小麦响应干旱胁迫和复水的影响,旨在筛选能够提高小麦对干旱胁迫和复水恢复响应能力的内生真菌,明确其作用机理。本论文取得的主要研究进展如下:(1)从披碱草种子中共分离到12株内生真菌,菌落形态和ITS rDNA序列相结合鉴定内生真菌的分类,从甘肃省披碱草种子分离到5株内生真菌,均属于链格孢Alternaria alternata。从内蒙古披碱草种子分离到7株,其中5株为链格孢属Alternaria sp.,LQ141和LQ144为镰刀菌属Fusarium sp.。(2)菌株LQ1230和LQ141的生长速率较快,具有一定的抗旱性。内生真菌LQ1230、LQ2和LQ141均可以通过色氨酸依赖途径和非色氨酸依赖途径合成生长素(IAA)。其中LQ1230菌株的IAA合成量最高,分别为319.24±14.88μg/mL(添加色氨酸)和40.12±8.59μg/mL(不添加色氨酸)。内生真菌LQ1230、LQ1、LQ2和LQ141的发酵液促进了小麦种子萌发过程中胚芽鞘和根系的伸长,分别使小麦幼苗的胚芽鞘增加了32.11%、27.45%、47.25%和48.75%,根长分别增加了16.81%、17.52%、35.47%和34.76%。水培小麦幼苗实验结果表明,接种LQ1230增加了小麦种子的发芽率,小麦根长比对照增加了27.20%,减小了干旱胁迫对小麦根系和地上部生长的抑制作用。(3)内生真菌LQ1230促进了小麦的生长,显着增加了小麦植株的生物量。在干旱胁迫和复水处理下,LQ1230显着增加了小麦的叶绿素含量和根系干物质量,通过提高干旱胁迫下小麦植株的可溶性糖和脯氨酸的含量,降低小麦的丙二醛含量,从而增加植株对水分的吸收,减轻干旱胁迫对小麦生长的抑制作用。此外,LQ1230提高了小麦的抗氧化物酶POD和CAT的活性。在干旱胁迫和复水处理下,LQ1230抑制了小麦光合速率的降低并增加了光系统II的光合效率,LQ1230显着增加了小麦的C、N累积量,且C、N累积量与干物质量呈显着的正相关关系。(4)不同水分处理下,内生真菌LQ1230、LQ2和LQ141促进了小麦生育后期植株的生长,显着增加了地上部干重(23.48%~21.74%)、根系干重(26.93%~29.63%)和株高(4.23%~9.41%)。LQ1230、LQ2和LQ141通过促进小麦在干旱胁迫和复水处理下的光合速率和水分利用率,增加干旱胁迫和复水条件下的N累积量,平均增加了49.62%和22.85%,特别是提高干旱胁迫下的N累积量,从而增强小麦的抗旱性和复水恢复能力。此外,接种内生真菌LQ1230、LQ2和LQ141的小麦地上部和根系中的Zn含量平均比对照增加了70.77%和27.20%,小麦的产量分别增加了22.57%、23.96%和14.24%。综上所述,披碱草内生真菌促进了小麦的生长,提高了小麦在干旱胁迫和复水处理下的渗透调节能力、抗氧化物酶活性和光合特性,促进了小麦对碳、氮和锌的累积并增加了小麦产量,从而提高了小麦的抗旱性和复水恢复能力。(本文来源于《中国农业科学院》期刊2019-05-01）
冯瑛[4]（2019）在《樱桃砧木抗旱性评价及应对干旱胁迫响应的生理和分子机制》一文中研究指出甜樱桃(Prunus avium)隶属蔷薇科(Rosaceae)李属樱桃亚属(Prunus subgenus cerasus),是多年生落叶果树。樱桃因为上市早于其他水果被称为“春果第一枝”,果实营养丰富,经济价值高,在世界上多个国家成为主要的果树生产树种。由于甜樱桃经济效益显着,樱桃种植产业在我国发展迅速,成熟的栽植区域从渤海湾地区发展到西北、淮海及西南地区,在种植区日趋成为重要的农业经济产业。樱桃产业发展面临着多种产业障碍因素,其中干旱是影响北方地区樱桃产业发展的最主要的非生物逆境障碍因素之一。干旱影响樱桃生长、生殖和水分、营养吸收及转运,不同种质对干旱胁迫的响应不同,抗旱能力存在很大差异。樱桃砧木种质(Prunus subgenus cerasus)表现出抗旱能力差异性,然而有关抗旱差异性的机理尚不清楚。因此,本研究利用樱桃砧木种质作为研究对象,对比分析抗旱性与敏感性樱桃种质响应干旱的生理及分子响应的差异,探索其应对干旱的机理,挖掘抗旱基因,对于樱桃的抗旱性改良提供理论依据,筛选并培育抗旱性强的樱桃种质资源对于我国大面积的旱地利用具有重要意义。(1)本研究以毛樱桃(P.tomentosa)、中国樱桃‘大青叶’(P.pseudocerasus)、吉塞拉樱桃‘Gisela 5’及‘Gisela 6’(P.cerasus×P.canescens)、考特樱桃‘Colt’(P.pseudocerasus×P.avium)、马哈利樱桃‘CDR-1’(P.mahaleb)和马哈利与草原樱桃杂交种‘CDR-2’(P.mahaleb×P.fruticosa)为研究材料,对其抗旱性进行评价。对樱桃砧木种质二年生扦插繁殖苗进行盆栽自然干旱处理,测定樱桃砧木的干旱响应生理生化指标,包括叶片相对含水量(RWC)、叶绿素(ChlorophyⅡ)、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(SOD)、超氧歧化物酶(POD)和氧化氢酶(CAT)。依据生理指标测定值,采用隶属函数法计算各砧木的抗旱指数,同时参考砧木表型的受害程度将7个砧木的抗旱能力进行排序,由强到弱依次为:‘CDR-1’,‘CDR-2’,毛樱桃,‘Gisela 6’,‘Colt’,‘大青叶’,‘Gisela 5’。(2)通过测定7个砧木在干旱胁迫下光合过程气体交换参数和叶绿素荧光参数,主要包括净光合速率(Pn)、叶片胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(E)、水分利用效率(WUE)、光化学最大量子效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ),分析砧木的共性和差异性响应特征。发现在干旱条件下7个樱桃砧木光合能力差异较大,在重度干旱条件(SRWC35%-40%)下‘Gisela 5’和毛樱桃相比其他砧木樱桃砧木光合能力受抑制程度更深;樱桃砧木能够接受的最低土壤含水量应该高于SRWC 40%;SRWC 60%-80%的土壤水分条件下樱桃砧木的光化合效率最高,光合速率和叶片水分利用效率最为理想。从光合指标分析结果来看,‘Gisela 6’、‘CDR-1’、‘CDR-2’、‘Colt’和‘大青叶’相对于‘Gisela 5’和毛樱桃,在重度干旱条件下的调节能力更强。(3)采用对比分析转录组和代谢组的方法对抗旱差异性大的樱桃种质(抗旱性‘CDR-1’和干旱敏感性‘Gisela 5’)进行干旱响应的相关基因和代谢物研究。通过RNA-Seq技术对比分析筛选了干旱响应差异表达基因:‘CDR-1’叶片中检测到281个上调基因和626个下调基因,根系中检测到84个上调基因和1079个下调基因;‘Gisela5’叶片中检测到79个上调基因,400个下调基因,根系检测到71个上调基因和205个下调基因。通过非靶标GC-MS检测技术总共筛选到了234个差异代谢物,其中92个上调差异代谢物,14个为共同上调差异代谢物,‘CDR-1’上调特异差异代谢物59个,‘Gisela 5’上调差异代谢物19个,上调差异代谢物主要是有机酸、嘌呤、脂质、氨基酸、核苷酸碳水化合物衍生物和生物碱等。通过对转录组和代谢组数据联合分析,发现碳水化合物代谢、植物激素的信号转导和植物次生代谢产物是与樱桃砧木干旱响应密切相关的重点调节过程,其中苯丙烷素合成途径和氰丙氨酸代谢途径涉及的差异性代谢路径是导致两个砧木抗旱差异性的关键因素:‘CDR-1’在干旱响应代谢中发生“奎尼酸→苯丙氨酸→对香豆酸”和“奎尼酸→苯丙氨酸→3-氰丙氨酸→天冬酰胺”两种途径,而‘Gisela 5’则更倾向“奎尼酸→咖啡酸?绿原酸”和“奎尼酸→苯丙氨酸→3-氰丙氨酸→天冬酰胺”两种途径,且奎尼酸、苯丙氨酸、3-氰丙氨酸和天冬酰胺在‘CDR-1’和‘Gisela 5’分别积累了183.0、1.3、4111229.0、7.0倍和1.5、1.2、2.0、2.6倍,表明‘CDR-1’的解氰效率和细胞保护性代谢物的合成效率高于‘Gisela 5’,这是造成两个砧木抗旱差异性的主要原因。最终将6个差异代谢物包括奎尼酸、苯丙氨酸、3-氰丙氨酸、天冬酰胺、对苯醌和植物鞘氨醇确认为樱桃砧木干旱响应候选指示代谢物。基于樱桃砧木干旱响应差异基因的GO、KEGG分析和PPI互作网络分析,结合代谢物与基因联合分析结果,挖掘到4个参与能量代谢基因、3个泛素连接酶基因和1个锌指结构等17个核心候选基因,并对其进行了基础生物信息分析。最后,综合生理检测、转录组和代谢组的分析结果,总结绘制了‘CDR-1’干旱反应机理推导图。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2019-05-01）
刘佳[5]（2019）在《不同抗旱性玉米品种响应干旱及复水的光合生理机制》一文中研究指出干旱是限制玉米产量的重要环境因素。光合作用是玉米物质生产的关键代谢过程,为玉米产量的形成提供了主要的物质基础。干旱对玉米最直接的影响就是光合功能下降。旱后复水能够提高叶片的光合速率并使其生长加速,在一定程度上弥补干旱对玉米造成的伤害,保持较高产量。因此,探究玉米在干旱和复水下的光合生理响应机制对提高玉米的产量及发展玉米抗旱节水栽培技术有着重要意义。本研究以陕单609、郑单958、陕单902等13个陕西主要推广的玉米品种为材料进行控水试验,通过分析以产量为基准的抗旱系数和抗旱指数,评价不同玉米品种的抗旱性。以筛选出的陕单609(抗旱性强)和陕单902(抗旱性弱)为材料,设置盆栽控水试验(干旱、旱后复水),利用叶绿素荧光技术探讨不同抗旱性玉米品种的光合生理响应特征和光合基因表达情况,为玉米抗旱育种提供科学依据。试验结果如下:1.13个玉米品种的产量、抗旱系数和抗旱指数在灌区、旱区的表现存在差异。结果显示,陕单609、郑单958、先玉335的抗旱系数和抗旱指数高,高产稳产性好,抗旱性强;陕单902、陕单8806、晋单81号、豫玉22、伟科702、秦龙14和登海605为抗性弱的玉米品种;其他3个玉米品种属于中等抗旱品种。2.干旱显着降低玉米叶片的相对含水量(RWC)、净光合速率(Pn)、叶绿素含量(SPAD)和气孔导度(Gs),而胞间CO_2浓度(Ci)却升高,表明光合速率的下降主要是由叶片非气孔因素限制引起的。相比于陕单902,陕单609能够维持较高的光合速率,从而提升了其在复水后的恢复速率和程度。3.水分变化影响玉米叶片光合电子传递效率。干旱下,光系统II(PSII)供体侧到光系统I(PSI)受体侧的电子传递活性下降,复水后有所缓解。与陕单902相比,陕单609在干旱及复水下能够较好的协调光系统间的电子传递变化,保持较高的光系统(PSII、PSI)活性从而维持了光合系统结构与功能的稳定性。4.两个玉米品种的光系统能量分配在响应干旱及复水时存在差异。干旱导致陕单902叶片产生过剩光能,造成PSII及PSI不可逆的光抑制,复水后未能缓解;而陕单609中环式电子传递(CEF)及非光化学热耗散[Y(NPQ)]的激发共同保护PSII和PSI免受光抑制的损伤,同时有利于复水后光合能力的恢复。5.玉米叶片光合基因的表达特性受水分变化的影响。干旱引起psbA、psbD等基因表达量的显着下调,复水后逐渐恢复。相较于陕单902,陕单609在水分变化下能保持较高的基因表达量,且编码PSI的psaA、psaB表现出特异性高表达,表明高抗性玉米品种在受到干旱胁迫时可通过提高基因表达量来增强抗旱性。综上所述,抗旱性强的玉米品种陕单609具有良好的光合潜力,主要归功于在干旱复水下能够维持光合结构与功能的整体性,激发较强的光保护机制及提高基因的表达量。而干旱下陕单902中光保护机制及基因表达量的响应均处于较低水平,无法协调光系统间的电子传递变化,造成了光系统不可逆的光抑制,复水处理无法缓解。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2019-05-01）
叶冰竹,李春艳,贾敏,翟欣,秦路平[6]（2018）在《共生真菌对植物抗旱性的影响及机制研究进展》一文中研究指出共生真菌分布广泛,与植物形成共生体。研究表明,某些共生真菌可以增强植物对生物胁迫和非生物胁迫,包括干旱、高温、矿物质失调和高盐的耐受性,从而使被内生真菌感染的植株比未感染植株对有限的资源更具竞争力而且生长得更好。植物共生真菌可以通过多样化途径来增强植物体的抗性机能,其提高抗旱性的机制主要表现在营养物质的吸收、植物的保护系统、激素调节、水解酶、水分代谢、相关基因表达、植物防御信号途径等方面。总结共生真菌提高植物耐旱性的机制研究进展,以使读者能全面、及时地了解这一领域的研究动态。(本文来源于《药学实践杂志》期刊2018年05期）
邵珊璐,杨丽芝,陶晨悦,何安国,应叶青[7]（2018）在《多效唑对毛竹实生苗抗旱性的影响及机制》一文中研究指出为探讨多效唑对毛竹抗旱性的影响,进行了多效唑质量浓度为0和40 mg/L、基质相对含水量为30%(干旱胁迫)和70%(正常供水),共4个处理的毛竹实生苗盆栽试验。在干旱胁迫的第7天、14天和21天测定各处理的实生苗膜脂过氧化酶和抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,在干旱胁迫第21天测定苗高增量、生物量和叶片相对含水量。结果表明:相对于正常供水,干旱胁迫显着降低了毛竹实生苗的苗高增量、总生物量、叶片相对含水量及过氧化氢酶(catalase, CAT)和过氧化物酶(peroxidase, POD)活性,显着提高了根冠比、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、脯氨酸(Pro)含量和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性。在干旱胁迫下,施加多效唑显着降低了苗高增量,使其达到最低值1.50 cm,而根冠比达到最大值1.35;多效唑处理可显着提高叶片相对含水量、脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,显着降低MDA含量。在正常供水条件下,多效唑处理的效应与干旱胁迫下的作用类似,但作用强度不及后者。综上可见,在干旱胁迫下,多效唑处理通过提高毛竹实生苗的根冠比、叶片相对含水量、脯氨酸含量和抗氧化酶活性,降低总生物量和叶片丙二醛含量而增强其抗旱性。(本文来源于《浙江大学学报(农业与生命科学版)》期刊2018年05期）
张丽丽,徐碧玉,刘菊华,贾彩红,张建斌[8]（2018）在《MaASR1基因通过乙烯途径提高拟南芥抗旱性的作用机制》一文中研究指出香蕉MaASR1基因在植物响应逆境胁迫时发挥着重要作用,为了进一步研究MaASR1基因转入拟南芥后增强其抗旱性的分子机制,运用DNA芯片技术来筛选野生型拟南芥和转MaASR1基因拟南芥在不做任何胁迫处理和干旱胁迫处理条件下的差异基因。发现MaASR1提高拟南芥抗旱性与乙烯信号途径有密切的关系,对基因芯片中与乙烯途径相关的上调和下调大于2倍的差异基因进行了荧光定量PCR的验证。结果表明在干旱胁迫条件下,MaASR1的转入通过提高At ACS6和At ACO1的表达水平提高了拟南芥体内的乙烯合成水平。MaASR1的转入可以通过正调控乙烯反应和提高ERF类基因的表达来赋予植物抗旱性。以上结果为解析MaASR1基因作为转录因子通过乙烯途径提高植物抗旱能力的分子机制奠定了基础。(本文来源于《江苏农业学报》期刊2018年03期）
Mohammad,Nur,Alam[9]（2018）在《外源褪黑素和油菜素内酯提高草坪草高羊茅抗热和抗旱性的机制》一文中研究指出高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)是一种冷季型草坪草,对于低温的耐受性相对较强,但是高羊茅的抗热性和抗旱性在草坪草中属于较差类型。华中地区高羊茅的越夏困难,如何提高高羊茅对高温和干旱的抗性具有重要的意义。褪黑素(MT)和油菜素内酯(BR)作为两种重要的生长调节物质,都可以促进植物的生长,增强植物的抗逆性。本研究中,利用MT和2,4-油菜素内酯(EBL)处理高羊茅材料,探讨MT和EBL对高羊茅生长状态、生理指标以及基因表达的影响。研究结果如下:1.高温处理实验中,8天苗龄的高羊茅材料用20 μM MT或0.1 μM EBL预处理2天,然后在38 ℃条件下进行处理6或12小时。结果表明,在高温处理以后,MT和EBL预处理的高羊茅材料展示出较低的电导率、MDA含量、活性氧含量,包括超氧阴离子(O2-)和过氧化氢(H2O2),但是较高的叶绿素含量、总蛋白质含量和抗氧化酶活性(包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶)。高温条件下MT和EBL预处理促进了高羊茅的生长,提高了植株的鲜重和植株高度。通过RNA seq分析发现,4311和8395个unigene在高温处理2和12h后在表达水平上发生明显变化。GO和代谢途径富集性分析发现,胁迫以及代谢相关的通路明显富集。与热胁迫相关的基因(如HSF,HSP,HSC)、DNA,RNA和蛋白质降解相关的基因(如Ribonuclease,DNA polymerase,protease,U-box,F-box)、能量代谢相关的基因、激素代谢或信号传导相关的基因(如ABA,BR,GA)等,都受到了高温胁迫的显着诱导表达。通过对高温显着诱导表达的基因,我们用qRT-PCR进行了进一步的分析。结果发现,部分高温诱导表达的基因,FaAWPM、FaCYTC-2、FaHSFA3、FaSHP18.2以及FaCML38受到MT和EBL处理的共同诱导,而FaF-box、FaHSFA6B和FaCYP710A基因,则受到MT和EBL处理的共同抑制。FaCRK8和FaHSFB2B基因,则是受到EBL的诱导,但是被MT抑制。研究结果表明这些基因有可能是MT或EBL的靶基因。因此高温对高羊茅的生理和基因表达水平有着广泛的影响,从而抑制了植物的生长。而MT和EBL则可以改善高温胁迫条件下高羊茅体内的生理状态、激活高温胁迫相关基因的表达,从而增强高羊茅的抗热性。2.我们同时对20 μM MT处理提高高羊茅抗旱性的逆境生理进行了研究。高羊茅的生长在干旱处理后明显放缓,植物高度变矮,鲜重降低。但是干旱条件下,MT预处理的材料株高和鲜重都高于对照水处理的材料。MT预处理降低了高羊茅材料干旱条件下的电导率、延缓了叶绿素的降解、增强了抗氧化酶的活性、降低了 ROS和MDA含量、减少了叶片水分散失并提高了叶片的水分含量。相关结果显示,MT处理可以影响高羊茅根的生长,减轻干旱胁迫对高羊茅的伤害,从而提高高羊茅对干旱胁迫的抗性。因此,褪黑素可以作为保护剂,减轻干旱对高羊茅的损伤。这些结果表明,高温和干旱条件影响了高羊茅的生长、生理代谢及基因的转录。外源MT和EBL处理可以改变高羊茅体内多种生理生代进程,降低胁迫条件下大量产生的活性氧,减轻脂膜过氧化,维持稳定的电导率,并增强抗逆相关基因的表达,从而提高高羊茅对高温和干旱胁迫的抗逆性。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院武汉植物园)》期刊2018-06-01）
杜成忠（DO,THANH,TRUNG）[10]（2018）在《不同甘蔗品种抗旱性的生理和分子机制》一文中研究指出甘蔗是重要的糖料作物,目前中国甘蔗生产的土地条件差,旱地甘蔗占了主要的生产面积,干旱缺水极大影响了中国甘蔗的生产以及制约了制糖业的持续合理发展。对甘蔗抗旱生理生化特性及分子机制进行深入的研究,对于选育抗旱性强的甘蔗品种以及旱地甘蔗抗旱栽培技术的研发都有重要的意义。本研究采用桶栽方式,对抗旱性有差异的F 172(抗旱性较强)和YL6(不抗旱)两个甘蔗品种,在苗期及伸长期分别进行不同程度的干旱胁迫及复水处理,探讨了不同甘蔗品种抗旱性与各生理指标间的关系,同时运用蛋白质组学技术对这两个甘蔗品种在重度干旱胁迫下其叶片蛋白质的表达情况进行了分析比较,根据差异表达蛋白成功克隆了四个抗旱相关基因并进行了表达分析。获得如下主要的结果:1.抗旱性较强的甘蔗品种F 172在干旱胁迫条件下叶片中氧自由基清除酶系中的非可溶性蛋白(ISP)、可溶性糖(SS)、过氧化物酶(POD)和抗氧化保护酶过氧化氢酶(CAT)活性及超氧化物歧化酶(SOD)含量显着提高;与不抗旱甘蔗品种YL 6相比,丙二醛(MDA)、非可溶性糖(ISS)含量相对比较稳定;而不抗旱甘蔗品种YL6在干旱胁迫条件叶片中氧自由基清除酶反应较迟钝,MDA和ISS含量上升幅度相对较大,而可溶性蛋白(SP)、ISP含量下降。这些生理生化特性的差异表明了抗旱性不同的甘蔗品种在不同的生长阶段,抵御干旱胁迫过程中存在着差异。2.利用双向电泳技术,研究了重度干旱胁迫下F 172和YL6两个甘蔗品种苗期叶片蛋白质的差异表达情况。结果表明:经PDQuest软件对蛋白质2-DE图谱进行分析,分别找出了差异显着的蛋白点28、20个,这些蛋白有的呈现上调表达,有的呈现下调表达,还有部分是新增的蛋白点,这些蛋白点在两个甘蔗品种中表达各异。可见重度干旱胁迫时,抗旱性不同的这两个甘蔗品种的蛋白丰度变化存在显着差异。3.通过质谱技术,研究了两个甘蔗品种的48个差异表达蛋白质点,并进行质谱鉴定和生物信息学分析,成功从YL 6中鉴定出了18个蛋白点,从F 172中鉴定出了14个。根据功能分类,这些蛋白可分为8类。其中对于YL 6甘蔗品种,参与自由基清除的有2个,参与细胞生长和分裂的有1个,参与光合作用的有6个,参与基础代谢(包括能量代谢、碳代谢、氮代谢、次生代谢、糖代谢以及RNA加工等)的有6个,参与防卫反应的2个,未知功能蛋白1个。F172中参与自由基清除的1个,参与光合作用的2个,参与细胞生长和分裂的2个,参与基础代谢(包括糖代谢、能量代谢、氮代谢、次生代谢、碳代谢以及RNA加工等)的4个,参与信号转导的2个,参与蛋白加工的1个,未知功能蛋白2个。可见抗旱性不同的两个甘蔗品种在干旱胁迫下差异表达的蛋白类型差异较大,甘蔗应答干旱胁迫的机制是十分复杂的,它是一个从多水平、多系统来综合调控的过程。4.利用RACE和同源克隆技术,克隆获得了甘蔗谷氨酰胺合成酶基因(SoGS1)、甘蔗磷酸丙糖异构酶基因(SoTPI)、甘蔗20 S蛋白酶体α亚基基因(SoPAA)和甘蔗果糖1,6-二磷酸醛缩酶基因(SoFBA)四个基因的cDNA全长,同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析了它们在轻度干旱,中度干旱,重度干旱,复水后1d和复水后3d表达量的变化情况。SoGS1在不同抗旱性品种中其表达特性不一,在抗旱性较强的甘蔗品种F 172中随着干旱时间的增加,其相对表达量不断增加,复水后其相对表达量仍维持在较高水平,而抗旱性较弱的YL 6在干旱胁迫时其相对表达量表现出先升高后降低的变化特点,表达高峰出现在复水后3d时;水分胁迫处理时抗旱性强的甘蔗品种F 172与抗旱性弱的甘蔗品种YL 6的SoTPI的相对表达量变化趋势相仿,但F 172在复水1 d时迅速出现表达高峰,而YL 6则在复水3 d出现表达高峰;F 172在水分胁迫时SoPAA相对表达量呈现出缓慢上升的趋势,在复水1 d时其相对表达量达到最高,为对照的20倍左右,而YL 6号在水分胁迫时相对表达量呈现出缓慢下降的趋势,在复水3d时其相对表达量达到最高;两个甘蔗品种在复水后SoFBA基因的相对表达量均出现大幅度的升高,可见SoFBA在甘蔗响应水分胁迫的过程中发挥了重要的作用。这些基因都对甘蔗水分胁迫有相应的应答反应,这些基因的功能各异,在参与水分胁迫过程中具有不同的防御途径。(本文来源于《广西大学》期刊2018-06-01）
抗旱性机制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
干旱胁迫严重影响植物生长,是导致作物减产的主要非生物胁迫之一,关于提高作物抗旱性的研究已引起了广泛关注。玉米是全球种植最广泛的作物之一,是我国极其重要的粮食、饲料、经济兼用作物。近年来,干旱发生频次和程度呈加剧趋势,严重影响玉米的生长发育和产量。前人研究表明,2-(3,4-二氯苯氧基)叁乙胺(2-(3,4-dichlorophenoxy)-triethylamino,DCPTA)可促进植物的生长和光合能力,但仅有少数研究是关于大田作物,且关于其对作物抗逆性影响的报道较少。本试验为探明DCPTA提高玉米抗旱性生理及分子机制研究,开展了室内水培模拟和室外大田试验,一是以玉米自交系“昌7-2”为材料,采用水培方式,利用聚乙二醇(PEG)-6000模拟根际干旱胁迫条件,研究DCPTA对模拟干旱胁迫下玉米生长、光合作用、抗氧化保护系统、渗透调节系统和氮代谢的影响。二是以玉米品种“郑单958”为材料,在大田条件下研究DCPTA对干旱胁迫下玉米产量和氮代谢的影响,探讨DCPTA在提高玉米抗旱性中的生理调节功能。主要结果如下:(1)DCPTA预处理在一定程度上缓解了模拟干旱所引起的幼苗生长抑制,模拟干旱胁迫所引起的幼苗净光合速率(Pn)、气孔导率(Gs)、蒸腾速率(Tr)、光系统II的实际光化学量子效率(ФPSII)、最大光化学效率(Fv/Fm)和非光化学猝灭系数(NPQ)的下降以及初始荧光(Fo)的增加。DCPTA预处理减轻了干旱胁迫对光合系统的损害。此外,在模拟干旱条件下,DCPTA预处理促进根系生长(如根长、根表面积、根体积)并增加了根系导水率(Lp),维持了较高的叶片相对含水量(RLWC)。结果表明,DCPTA预处理可通过提高玉米幼苗的光合作用能力,促进幼苗生长,增强玉米幼苗的抗旱性。(2)模拟干旱胁迫在一定程度上诱导了超氧化物歧化酶的活性(SOD)、过氧化物酶(POD),抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性;相同条件下,DCPTA预处理进一步增强了SOD、POD、APX和GR活性。DCPTA预处理缓解了由于模拟干旱胁迫引起的过氧化氢酶(CAT)、单脱水抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸(DHAR)活性的降低。抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环中酶活性和表达水平上升,有利于增强AsA和GSH的含量,降低超氧阴离子(O_2.~-)产生速率、过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)含量以及相对电导率(EL),增强了膜的稳定性,缓解了模拟干旱胁迫对玉米幼苗的伤害。结果表明,DCPTA预处理增强AsA-GSH循环的抗氧化能力可能是提高玉米幼苗抗旱能力的有效机制。(3)本研究通过转录组分析、定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)分析和western-blot等方法,探究了在15%PEG-6000模拟干旱胁迫下DCPTA处理提高玉米幼苗生长和耐旱能力的可能机制。在差异表达基因(DEG)包括编码(N)代谢相关基因,如NADH-硝酸还原酶(NR)、NADH-NR、Fd-NiR、Fd-谷氨酸合成酶(Fd-GOGAT)和叶绿体谷氨酰胺合成酶(GS2)基因。此外,模拟干旱胁迫条件下,DCPTA处理保持了NADH-NR、Fd-NiR、GS2和Fd-GOGAT相对表达水平和酶蛋白含量的稳定。与此同时,外源DCPTA缓解了PEG模拟干旱引起的NR、NiR、GOGAT和GS的酶活性以及硝酸盐(NO_3~-)、亚硝酸盐(NO_2~-)和可溶性蛋白含量的降低,蛋白酶水解活性和铵(NH_4~+)和游离氨基酸的含量的增加。结果表明,外源DCPTA通过调节参与氮代谢相关酶的转录来调节酶蛋白合成和活性以提高植株的生长和耐旱能力。(4)大田条件下,DCPTA(25 mg/L)处理显着缓解了干旱导致的玉米产量、叶和根相对增长率(RGR)、RLWC、Pn、Gs、Tr、NO_3~-和NO_2~-含量、可溶性蛋白质含量、NR、NiR、异柠檬酸脱氢酶(ICDH)、丙氨酸转氨酶(AlaAT)和天冬氨酸转氨酶(AspAT)活性的下降。此外,在非逆境条件下,DCPTA处理增加了Ci、NH_4~+和游离氨基酸含量、谷氨酸脱氢酶(GDH)和蛋白酶活性。同时,在干旱条件下,DCPTA处理改善了玉米根系的时空分布,提高了玉米根系的Lp、伤流液量和NO_3~-转移率。结果表明,玉米雌前花序时期,外源DCPTA缓解了干旱对N代谢的抑制作用,进而提高了抗旱性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
抗旱性机制论文参考文献
[1].张翠梅.不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱的生理及分子机制研究[D].甘肃农业大学.2019
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[3].强晓晶.披碱草内生真菌对小麦抗旱性的影响机制[D].中国农业科学院.2019
[4].冯瑛.樱桃砧木抗旱性评价及应对干旱胁迫响应的生理和分子机制[D].西北农林科技大学.2019
[5].刘佳.不同抗旱性玉米品种响应干旱及复水的光合生理机制[D].西北农林科技大学.2019
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[9].Mohammad,Nur,Alam.外源褪黑素和油菜素内酯提高草坪草高羊茅抗热和抗旱性的机制[D].中国科学院大学(中国科学院武汉植物园).2018
[10].杜成忠（DO,THANH,TRUNG）.不同甘蔗品种抗旱性的生理和分子机制[D].广西大学.2018