Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 白菜型冬油菜对低温胁迫的生理响应及相关差异蛋白分析 | |
| 曾秀存 | |
| 完成单位 | 河西学院 |
| 登记(发布)日期 | 2016 |
| 中文摘要 | 1、课题的来源与背景 本项目是甘肃省科学技术厅于2014年7月下达的甘肃省自然科学基金项目《白菜型冬油菜对低温胁迫的生理响应及相关差异蛋白分析》,项目编号145RJZG050,由河西学院承担完成。 随着冬作物北移种植的成功,白菜型冬油菜已成为西北寒旱区主要的油料作物和生态作物。但该地区冬季酷寒干燥,极端低温天气频发使其不能安全越冬成为限制冬油菜发展的重要因素之一。因此,研究冬季自然低温胁迫下不同冬油菜品系(种)生理生化响应机制及差异蛋白的表达特性,对了解冬油菜抗寒调节机理具有重要的理论意义。 2、研究的目的意义 目前关于北方寒区白菜型冬油菜抗寒性的研究主要集中于抗寒鉴定指标上,而缺乏对抗寒的机制的深入研究,尤其是相关抗冻蛋白报道较少。因此,本研究通过对白菜型冬油菜生理生化响应机制及差异蛋白的表达特性的研究,有助于了解冬油菜抗寒调节机理和西北寒地冬油菜的抗寒生理基础,为冬油菜抗寒分子育种提供生理学依据,同时为筛选确定适宜北方寒地种植的冬油菜品种和冬油菜北移具有重要意义 3、主要论点与论据 (1)比较了抗寒性不同品种白菜型冬油菜幼苗叶片光合特性和叶绿素荧光参数指标。当气温为-10℃时,陇油7号幼苗叶片净光合速率(Pn)最低为 0.40 umol.CO2m-2.s-1。在温度降低过程中,超强抗寒白菜型冬油菜品种陇油7号幼苗的光合特性弱于其他白菜型冬油菜品种。 (2)分析了白菜型冬油菜光合日变化特性及影响光合能力的主要因素,并评价白菜型冬油菜不同抗寒品种光合能力强弱。白菜型冬油菜幼苗功能叶净光合速率(Pn)和羧化效率(CE)的日变化为“单峰”型曲线,没有典型的光合“午休”特性。净光合速率(Pn)与羧化效率(CE)呈极显著的正相关(P＜0.01);气孔导度(Gs)和瞬时水分利用率(WUE)的日变化为“双峰”型曲线;胞间CO2浓度(Ci)的日变化呈“V”型曲线,表观量子效率(AQY)的日变化无典型规律。羧化效率(CE)是影响白菜型冬油菜幼苗光合能力的主要因素。白菜型冬油菜幼苗光合能力强弱表现为：弱抗寒品种＞抗寒品种＞超强抗寒品种。因此,白菜型冬油菜抗寒性越强,越冬前其光合能力越弱。 (3)分析了白菜型冬油菜叶片叶绿素荧光参数启动过程,筛选了叶绿素荧光参数鉴定白菜型冬油菜抗寒性的指标。低温条件迫下,抗寒性不同的白菜型冬油菜叶片叶绿素荧光参数启动过程快慢为：超强抗寒品种＞强抗寒性品种＞抗寒品种。叶绿素荧光参数稳态荧光(Fs),实际光能转化效率(φPSIIR),非光化学猝灭系数(NPQ),PSII电子传递速率(ETR)、光下最大荧光(Fm')和光下初始荧光(Fo')启动过程的快慢可用于白菜型冬油菜幼苗抗寒性准确、无伤害的鉴定指标,其中稳态荧光(Fs),实际光能转化效率(φPSIIR)、光下最大荧光(Fm')为最敏感的指标,稳态荧光(Fs)下降并到达稳定状态的时间越短,光下最大荧光(Fm')降幅越小,实际光能转化效率(φPSIIR)越大,品种越抗寒。 (4)建立了白菜型冬油菜叶片质外体蛋白提取的最佳方法。在质外体溶液受原生质污染程度小于1%且尽量提取完全,双向凝胶电泳图谱清晰,蛋白点完全分离的前提下,白菜型冬油菜叶片质外体蛋白提取的最佳方法是以KCl为提取缓冲液,真空度35kPa、真空渗透时间15min、离心转速3500r/min、离心时间20min。低温胁迫下,相关蛋白组成的强大抗逆防御机制对维持陇油7号的生长发育具有重要的作用。 (5)研究了冬油菜内源ABA含量变化与其抗寒性的关系。随着温度的降低,内源ABA含量明显升高,且抗寒性强的品种含量高于抗寒性较弱的品种。ABA含量的升高导致叶绿素含量的变化,这种作用使白菜型冬油菜叶绿素含量低于甘蓝型冬油菜,使白菜型冬油菜枯叶期提前。枯叶期提前和低温胁迫后ABA含量升高是白菜型冬油菜抗寒性强于甘蓝型冬油菜的主要原因。 (6)分析了影响白菜型冬油菜越冬的因素。不同白菜型冬油菜品种在北方不同生态地区越冬率差异较大, 产量也差异较大, 越冬率变幅为10%～99%,强抗寒品种越冬率＞70%。回归分析表明, 越冬率与产量存在明显的线性正相关,回归方程符合y = ax+b,当越冬率＜70%时,产量随越冬率的增加而增加,当越冬率为70%时单位面积产量基本趋于稳定,越冬率大于70%时,越冬率对产量的影响不明显。协方差分析表明,与冬油菜越冬率相关性最为密切的因子是品种, 其次是极端最低气温、冬季气温、年均气温、≤0℃的冬季负积温、纬度、经度等。 4、创见与创新 (1) 建立冬油菜抗寒评价体系,明确生理生化变化响应低温胁迫的机制。 (2) 明确响应低温胁迫的蛋白质类型、在不同品系间响应差异以及差异蛋白功能。 5、存在的问题： (1)课题研究的深度和广度还不够 对白菜型冬油菜忍耐极端低温的机理还研究不够深入,在今后的研究,课题组要多方筹措资金,对这方面问题进行深入研究。 (2)项目研究成缺乏经费保障 从解剖结构、生理生化及蛋白3个层面上探索冬油菜抗寒越冬机制等方面开展研究工作困难很大,制约了深入了解与掌握白菜型冬油菜抗极低温的机制。 |
| 中文关键词 | 白菜型冬油菜 ; 低温 ; 生理响应 ; 差异蛋白分析 |
| 成果类型 | 基础理论 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | S565.4 |
| URL | http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001724059 |
| 来源机构 | 河西学院 |
| 资源类型 | 成果 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243741 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 曾秀存. 白菜型冬油菜对低温胁迫的生理响应及相关差异蛋白分析[Z]. 基础理论,2016. |
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