胡楊和灰楊耐旱的生理及分子機制研究

目錄
第1章 概述 1
1.1 分類地位 1
1.2 地理分布 1
1.2.1 胡楊地理分布 1
1.2.2 灰楊地理分布 3
1.3 形態(tài)學特性 4
1.3.1 胡楊形態(tài)學特性 4
1.3.2 灰楊形態(tài)學特性 4
1.4 繁殖特性 5
1.4.1 胡楊繁殖特性 5
1.4.2 灰楊繁殖特性 6
1.5 生長特性 7
1.6 生態(tài)學特性 8
1.6.1 胡楊生態(tài)學特性 8
1.6.2 灰楊生態(tài)學特性 10
1.7 胡楊、灰楊響應干旱脅迫的研究進展 11
1.7.1 胡楊、灰楊種子萌發(fā)對干旱脅迫的響應 11
1.7.2 胡楊、灰楊生理特性對干旱脅迫的響應 11
1.7.3 胡楊、灰楊抗旱的分子機制研究現(xiàn)狀 14
參考文獻 16
第2章 種子萌發(fā)對干旱脅迫的響應 22
2.1 材料與方法 23
2.2 種子萌發(fā)特性 24
2.3 溫度和光照對胚生長的影響 28
2.4 干旱脅迫對種子萌發(fā)的影響 34
2.5 干旱脅迫對胚生長的影響 36
2.6 討論 38
2.6.1 種子萌發(fā)對溫度、光照變化的響應特征 38
2.6.2 種子萌發(fā)對干旱脅迫的響應 40
參考文獻 40
第3章 幼齡植株對干旱脅迫的生理響應 43
3.1 材料與方法 44
3.1.1 一年生幼苗干旱脅迫試驗 44
3.1.2 兩年生幼樹干旱脅迫試驗 46
3.1.3 三年生幼樹干旱脅迫試驗 49
3.1.4 數(shù)據(jù)分析 49
3.2 幼苗對干旱脅迫的生理生化響應 49
3.2.1 干旱脅迫對幼苗超氧化物歧化酶活性的影響 49
3.2.2 干旱脅迫對幼苗過氧化物酶活性的影響 50
3.2.3 干旱脅迫對幼苗過氧化氫酶活性的影響 51
3.2.4 干旱脅迫對幼苗丙二醛含量的影響 51
3.2.5 干旱脅迫對幼苗葉綠素含量的影響 52
3.3 幼樹對干旱脅迫的生理生化響應 53
3.3.1 干旱脅迫對幼樹滲透調節(jié)物質的影響 53
3.3.2 干旱脅迫對幼樹保護酶活性的影響 56
3.3.3 干旱脅迫對幼樹丙二醛含量的影響 59
3.4 幼樹對干旱脅迫的光合生理響應 60
3.4.1 干旱脅迫對幼樹光合生理指標日變化的影響 60
3.4.2 干旱脅迫對幼樹光系統(tǒng)II 光化學效率的影響 70
3.4.3 幼樹葉綠素熒光參數(shù)對干旱脅迫的響應 72
3.4.4 幼樹瞬時光合參數(shù)對干旱脅迫的響應 75
3.4.5 干旱脅迫對幼苗光合作用-光響應特性的影響 78
3.5 討論 84
3.5.1 胡楊幼苗對干旱脅迫的生理生化響應 84
3.5.2 胡楊、灰楊幼樹抗逆性與其滲透調節(jié)物質和保護酶的關系 86
3.5.3 胡楊、灰楊幼樹對干旱脅迫的光合生理響應 87
3.5.4 胡楊、灰楊幼樹對干旱脅迫的葉綠素熒光特性響應 89
參考文獻 90
第4章 成年植株對干旱脅迫的生理響應 94
4.1 材料與方法 95
4.1.1 研究區(qū)概況 95
4.1.2 試驗設計與方法 95
4.1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 97
4.2 成年植株光合生理特性 98
4.2.1 凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度及水分利用效率的種間比較 98
4.2.2 光合速率與蒸騰速率的日變化 98
4.2.3 光響應曲線的氣體交換參數(shù)比較 99
4.2.4 光合速率的日變化與胞間CO2濃度及氣孔限制的關系分析 100
4.2.5 光合速率、蒸騰速率對環(huán)境因子的響應 100
4.3 成年植株水分生理特性 102
4.3.1 成年植株P-V曲線的主要水分參數(shù) 102
4.3.2 幼樹P-V曲線的主要水分參數(shù) 103
4.3.3 種間抗旱性比較 104
4.4 成年植株氣體交換特性對地下水位變化的響應 105
4.4.1 不同地下水位條件下成年植株氣體交換特性 105
4.4.2 不同地下水位條件下水勢變化規(guī)律 107
4.5 成年植株葉綠素熒光特性對不同地下水位的響應 110
4.5.1 晴天葉綠素熒光特性的日變化 110
4.5.2 陰天葉綠素熒光特性的日變化 111
4.6 討論 113
4.6.1 種間光合生理特性的比較 113
4.6.2 種間抗旱特性的比較 114
4.6.3 地下水位變化對胡楊、灰楊水勢的影響 115
4.6.4 地下水位變化對胡楊、灰楊熒光特性的影響 116
參考文獻 117
第5章 干旱脅迫下胡楊幼苗的轉錄組分析 120
5.1 材料與方法 120
5.1.1 幼苗期干旱脅迫處理 120
5.1.2 轉錄組測序的樣品制備 121
5.1.3 數(shù)據(jù)的質量控制 121
5.2 研究結果 121
5.2.1 數(shù)據(jù)比對統(tǒng)計 121
5.2.2 測序飽和度分析 122
5.2.3 測序隨機性分析 122
5.2.4 差異表達基因統(tǒng)計及GO分析與KEGG分析 122
5.2.5 抗旱候選基因的篩選 127
5.3 抗旱相關基因的表達模式分析及功能預測 131
5.3.1 RNA質量檢測 131
5.3.2 抗旱相關基因的檢測結果 131
5.3.3 抗旱相關基因編碼蛋白質的功能預測 137
5.4 小結與討論 141
5.4.1 胡楊幼苗干旱脅迫轉錄組分析 141
5.4.2 胡楊抗旱候選基因的表達模式分析及功能預測 143
參考文獻 144
第6章 胡楊抗旱相關基因的克隆及功能驗證 147
6.1 實驗材料 148
6.1.1 植物材料 148
6.1.2 載體與菌株 148
6.1.3 試劑盒 148
6.2 研究方法 149
6.2.1 胡楊PeGRDL、PeDRP 和PeMTD基因的克隆 149
6.2.2 PCR 產(chǎn)物純化 149
6.2.3 PCR 產(chǎn)物連接pEASY-Blunt載體 149
6.2.4 大腸桿菌轉化 150
6.2.5 檢測陽性克隆 150
6.2.6 質粒提取 150
6.2.7 胡楊PeGRDL、PeDRP和PeMTD基因的測序驗證 151
6.2.8 PeGRDL、PeDRP和PeMTD基因-酵母pYES2/CT重組表達載體的構建 151
6.3 實驗結果 155
6.3.1 胡楊PeGRDL基因的克隆及功能分析 155
6.3.2 胡楊PeDRP基因的克隆與功能分析 162
6.3.3 胡楊PeMTD基因的克隆與功能分析 167
6.4 討論 175
參考文獻 176