一、植物根毛的发生、发育及养分吸收(论文文献综述)
谢洋,李艾凝,丁忠杰,郑绍建[1](2020)在《乙烯调控植物根毛发育的研究进展》文中研究说明乙烯(ethylene)是植物最重要的激素之一,它的生物学作用贯穿植物的整个生长周期,如种子萌发,幼苗光形态发生,植株营养生长,性别发育,果实成熟与脱落,花与叶片衰老等。其中,乙烯在根系发育,包括侧根、不定根的形成,根干细胞微环境的建立以及根毛的发育调控中发挥着重要作用。根毛是植物根表皮中高度分化的细胞,在植物吸收土壤水分和矿物质营养中起着关键作用。本文对近年来乙烯调控植物根毛发育的研究结果,特别是乙烯与其他植物激素、多种环境胁迫相互作用调控根毛生长发育的研究进行了综述,并对这方面今后的研究进行了展望。
李斌,黄进,王丽,李瑾,梁越洋,陈稷[2](2020)在《环境胁迫及相关植物激素在水稻根毛发育过程中的作用》文中研究表明根毛作为根系吸收水分和养分的重要结构,其生长发育同时受到外界环境与遗传因子的调控,也在植物应对逆境胁迫时发挥着重要的作用。本文对元素缺乏等环境胁迫、遗传因子及脱落酸、乙烯和生长素为核心的激素调控网络在水稻根毛发育中的作用及相互关系进行了总结,并就目前该研究领域内尚未解决的问题及相关研究提出了展望。
范晓月[3](2020)在《喜树生物碱类物质对8种草本观赏植物的化感作用研究》文中认为化感作用对植物的生态配置具有重要意义,草本植物在喜树林下栽培的生态适应性研究具有较高的应用价值。本研究采用室内培养皿实验和温室盆栽实验,研究喜树(Camptotheca acuminata)的喜树碱与其自然衍生物10-羟基喜树碱协同作用下对8种常见草本观赏植物白车轴草(Salvia splendens)、大吴风草(Oxalis corymbose)、三色堇(Mirabilis jalapa)等的化感作用的影响。通过研究8种植物的萌发率、萌发指数、叶片相对电导率、叶绿素含量、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)、光响应曲线、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的变化情况,分析喜树生物碱类化合物对8种植物的化感作用影响。研究结果如下:(1)随着喜树碱(CPT)与10-羟基喜树碱(HCPT)作用剂量的增加,8种植物的种子萌发抑制作用加强。20 mg·L-1和40 mg·L-1的处理条件下,8种植物的萌发率和萌发指数显着降低(P<0.05)。化感物质对8种植物的化感综合效应敏感性的大小为:一串红>红花酢浆草>紫茉莉>白车轴草>三色堇>鸢尾>大吴风草>麦冬。植物根毛观察结果显示,8种植物的根毛出现密度变小和腐烂的现象。(2)CPT与HCPT协同作用下,8种植物的叶片相对电导率和MDA含量显着升高,说明化感作用后,植物细胞受到损害,细胞电解质外渗,使细胞膜透性增大。植物自身启动活性氧系统和渗透系统,通过提高SOD、POD和CAT活性来进行调节,但植物本身抵抗胁迫是有限度的,超过植物耐受范围时,即在10 mg·L-1处理时植物SOD、POD和CAT含量出现不同程度的下降。(3)CPT与HCPT协同作用下,8种植物的光响应特征参数AQY、Rd、LSP、LCP和Pnmax值基本呈现显着差异(P<0.05),但对大吴风草、麦冬影响相较小,一串红、紫茉莉、白车轴草、红花酢浆草、三色堇和鸢尾受影响较大,因而,在园林配置中不考虑将后6种植物与喜树种植在一处或者间隔一定距离种植。(4)CPT与HCPT协同作用下,8种试验植物的Pn值呈下降趋势,与Gs和Tr变化趋势基本一致,Ci值与Ls值表现出相反的趋势,Ls值在化感作用后期变化不明显,说明化感作用前期植物可能是通过关闭气孔调节化感胁迫,作用后期化感作用加强后,植物生长较弱,生理调节缓慢。VPD和WUE值的变化,说明植物在化感作用下可以自主调节水分利用效率,提高对化感作用条件的适应能力。(5)Fv/Fm和Fv/Fo均可体现光系统利用光能的能力,本研究中Fv′/Fm′、Fv/Fm和Fv/Fo变化反应了8种植物在逆境下受到了不同程度的光抑制,但对麦冬和大吴风草影响相对较小。此外,大吴风草和麦冬的NPQ明显升高,ETR也维持在较高水平,q P变化不明显,说明大吴风草和麦冬在光抑制情况下可能是通过热耗散的方式进行的自我保护。实验检测指标再次说明大吴风草和麦冬受到的化感作用较小,可以考虑种植在喜树林下。
肖爽[4](2020)在《干旱对棉花微根系与地上部形态生理的影响及细根差异蛋白质组学分析》文中指出干旱是严重限制作物生长发育与产量品质的最主要的非生物胁迫之一。棉花作为世界性重要的经济作物,对于非生物胁迫表现出较高的耐受性,但是干旱仍然会对棉花生产造成巨大威胁。根系是与土壤直接接触的器官,最先感受到土壤的水分亏缺。微根系(细根、根毛)是根系中较为敏感与活跃的部分,是植物获取水分的重要器官。但是,目前关于大田作物微根系在干旱胁迫下的形态响应却鲜有报道。本研究在人工气候室内开展两类盆栽试验(自制原位根系观察装置培养法和传统盆栽培养法),以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种“国欣棉9号”为试验材料,通过控制土壤相对含水量(RSWC)的方法设计正常灌溉(CK,70±5%RSWC)和干旱胁迫(DS,40±5%RSWC)处理。通过调查棉花微根系的形态与生理特征,结合差异蛋白质组学分析手段,以期探明干旱胁迫对棉花地上部发育的影响和微根系形态变化特征及可能的调控机理,分析微根系干旱响应蛋白的分类及功能。研究主要结果如下:1.自制的“植物培养与根系原位观测”一体化装置可满足棉花正常生长发育和根系原位无损观测的需求,能够清晰观察到细根和根毛的形态变化特征。2.干旱胁迫抑制棉株地上部的生长与发育。与CK 比较,DS处理下株高与茎粗在15 DAD(Days After Drought Treatment)出现了显着的降低,叶面积在30 DAD后表现出降低,主茎功能叶的相对叶绿素含量(SPAD值)表现下降,叶片相对含水量降低,下部叶片变黄、萎蔫后发生脱落。3.干旱胁迫抑制棉株主茎功能叶片的光合性能,提高了植株的水分利用效率。DS处理植株的光合气体交换参数(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度)在30 DAD时均较CK呈现出降低趋势,达到极显着差异水平(P<0.01);叶片瞬时水分利用效率和叶片内禀水分利用效率均在30 DAD和45 DAD时表现为显着的增长(P<0.01),至60 DAD时下降至与CK同水平。4.棉花感受到土壤干旱后,根系变长,直径降低。通过分析自制根系原位观测装置获取的高分辨率根系图片,发现DS处理在处理第9周时细根的根长密度较CK显着增长17.08%(P<0.01),其平均直径于同期出现16.03%的降低(P<0.01),但其根表面积密度的变化并未呈现出规律性。应用传统盆栽培养法获得的总根长、总根表面积和平均总根直径等根系形态特征与之相似。说明原位根系图像法对所见局部细根与传统方法所获总根根系形态对于干旱胁迫的响应趋势具有一致性。5.干旱胁迫加速棉花细根与根毛的死亡进程,促进根毛的伸长。CK处理下细根寿命与其直径表现正相关关系(R2=0.6933),直径越大,细根寿命越长,DS处理下这种关系未发生改变(R2=0.7342),但是细根的寿命均发生缩短。干旱胁迫同样加速了根毛的死亡,与细根相比,根毛寿命较短,但却是最先对干旱胁迫做出响应的部位。不同生育阶段的根毛寿命不同,营养生长阶段的中值寿命较生殖生长阶段更长,CK处理下分别为21 d和14 d,DS处理下则分别缩短至19 d和13 d。干旱处理第2周时,DS处理下根毛长度显着高于CK(P<0.01),并且随着处理时间的延长,两处理下根毛长度的差距逐渐增大,高峰时较CK增加88.01%。6.干旱胁迫不同程度增强了棉花细根的抗氧化酶活性,加重了膜脂过氧化程度,并引发积累渗透调节物质。15 DAD时棉花细根的酶类抗氧化剂活性和非酶类抗氧化剂含量均较CK出现了显着的增长。同时DS处理的MDA含量显着高于CK(P<0.01),H2O2含量于30 DAD后较CK显着升高(P<0.05)。30 DAD时细根内脯氨酸与可溶性糖含量均较CK发生显着增加。7.基于串联质量标记技术,对0 DAD、30 DAD和45 DAD时的CK和DS处理下棉花细根样品进行差异蛋白质组学分析。共鉴定到11,628个蛋白质,其中10,344个蛋白质包含定量信息。基于细根形态与生理生化结果,选择30 DAD和45 DAD作为重点关注时期,以差异倍数变化数值大于1.3倍作为显着上调,小于0.77倍作为显着下调的变化标准,分别于“DS30 vs CK30”和“DS45 vs CK45”比较组中得到223和1273个差异表达蛋白(DEPs)。8.GO注释将DEPs分为生物过程(主要为代谢过程、细胞过程和单一生物过程),细胞组分(主要为细胞、细胞器和细胞膜)和分子功能(主要为结合和催化活性)三类。KEGG通路富集分析发现,“DS30 vs CK30”比较组的上调DEPs主要富集到“角质、木栓质和蜡的生物合成”、“糖鞘脂的生物合成”、“半乳糖代谢”和“戊糖、葡萄糖醛酸转换”通路,下调DEPs主要富集到“单萜生物合成”、“碳固定”和“氧化磷酸化”通路;“DS45 vs CK45”比较组的上调DEPs主要富集到“半乳糖代谢”、“精氨酸和脯氨酸代谢”、“吞噬体”、“淀粉和蔗糖代谢”和“氨基糖和核苷酸糖代谢”等通路,下调DEPs主要富集到“次生代谢产物的生物合成”、“脂肪酸代谢”、“脂肪酸合成”、“萜类骨架的生物合成”和“类胡萝卜素的生物合成”等通路。将DEPs富集到的通路和与逆境响应相关的重要差异表达蛋白进一步分为5个大类:碳水化合物和能量代谢、胁迫和防御反应、脂代谢、植物激素代谢、氨基酸代谢、次生代谢,并针对个别蛋白进行了较为全面的描述和研究,以探知干旱胁迫响应过程中具有较高研究价值的DEPs。上述研究结果将为进一步明确棉花的抗旱机制提供依据,为作物干旱应激调控及抗旱品种培育提供新的思路,同时也可为根系性状的优化改进提供理论指导。
高碧翱[5](2020)在《微丝解聚因子AtADF11通过根毛生长参与拟南芥适应干旱胁迫的研究》文中指出干旱是植物面临最主要的非生物胁迫。干旱胁迫下,植物增加根毛的生长,提高吸收水分能力,从而增加耐旱能力。因此,干旱胁迫下根毛生长机制研究是植物耐旱机理的一个重要领域。微丝骨架是调节根毛生长的必需因子。ADF11是拟南芥微丝解聚因子ADFs家族成员之一。AtADF11主要定位于拟南芥的根毛中,而AtADF11的体内功能未见任何报道。本研究分析了AtADF11对根毛生长的影响,并且研究了AtADF11通过调节根毛生长影响拟南芥应对干旱胁迫的过程。本试验的具体研究结果如下:(1)通过三引物法鉴定了Atadf11-1和Atadf11-2两个株系的纯合突变体植株,作为AtADF11基因缺失的试验材料。克隆AtADF11基因,构建AtADF11表达载体,转入Atadf11-1突变体植株,通过鉴定和筛选得到恢复突变AtADF11-COM植株,作为恢复突变试验材料AtADF11-COM。在正常条件下,Atadf11-1突变体植株均表现出比野生型(WT)幼苗更长的根毛,而AtADF11-COM的根毛生长与WT相似,表明AtADF11负向调节根毛生长。(2)qRT-PCR证明干旱胁迫抑制拟南芥根中AtADF11基因表达。将AtADF11启动子融合GUS基因构建并筛选了拟南芥pADF11::GUS材料。pAtADF11::GUS材料GUS染色发现:AtADF11主要定位于根毛细胞中,且随干旱处理时间增长,AtADF11在根毛中的表达量明显降低,表明干旱胁迫负向调节AtADF11在根毛中的表达。(3)干旱诱导了WT植株根毛生长。干旱处理下,Atadf11-1和Atadf11-2突变体植株根毛明显长于WT。AtADF11-COM植株与WT相似,表明干旱胁迫下AtADF11负向调节了根毛长度。(4)在干旱条件下,Atadf11-1突变体植株与WT相比,表现出生长状态好,干重多,含水量高,AtADF11-COM植株与WT相似,表明干旱胁迫下AtADF11负向影响了植物水分状况和耐旱性。综合上述结果,本研究率先证实了AtADF11负向调节根毛生长,并且AtADF11通过调控植物根毛生长参与拟南芥耐受干旱的过程。本研究为拟南芥AtADF11的体内功能和根毛生长响应干旱胁迫研究提供了新的科学依据。
肖爽,刘连涛,张永江,孙红春,白志英,张科,田士军,董合忠,李存东[6](2020)在《植物微根系原位观测方法研究进展》文中研究说明植物根系是固定植株、获取水分和营养物质的主要器官。作为连接植物体与土壤环境的枢纽,根系的发育状况直接关系着地上部分的形态建成。由细根及其根毛组成的微根系是根系功能的关键组织。由于土壤中根系的非直观性和根系自身的复杂立体构型,常规研究方法很难准确测定根系的变化动态。微根系原位观测技术、方法的出现为原位根系研究提供了可能的手段。近年来,可用于观测微根系二维形态与立体构型的多种类型的原位生长系统、装置被研制出来,一些根系图像分析软件也不断开发和改进,大大提升了原位根系研究的准确性。本文介绍了几种用于原位微根系观测的装置和图像分析软件与计算方法,并比较了不同方法与软件之间的优劣,指出原位观测研究技术的应用和发展趋势,以期对后续植物微根系研究提供参考。
吴惠俐[7](2019)在《不同林龄杉木林磷生物利用机制及磷循环特征》文中认为生产力的维持是人工林可持续经营的重要保障,而养分对于生产力的维持至关重要。随着林龄的增加,林木生长发育特征改变,其生长速率、养分需求、养分吸收、养分利用策略及养分循环规律随之发生变化,导致土壤特性和养分状况也发生改变。因此,研究人工林养分供应与林木生长关系随林龄的动态变化,对于人工林的可持续经营具有重要的指导意义。磷(P)是植物生长发育必需的重要元素之一,其参与多种生理生化和组织形成过程。但我国亚热带区域土壤普遍缺P,且土壤P的可利用性极低,通常不能满足植物的生长所需,是植物生长的限制养分之一。P限制会促使植物改变根际P生物利用过程,从而提高P的生物有效性,如根际分泌物释放,可促进土壤P从难被利用的形态—活性无机P(exchangeable-P)、活性有机P(hydrolysable-P)和矿物质P(ligand-P)向易被利用的形态—可溶性P(soluble-P)转化。因此,阐明人工林生物有效P随林龄的变化及P的生物利用机制,对于人工林生产力长期维持中的P养分管理极为重要。杉木是我国南方重要的速生用材树种,其造林面积和木材产量均居全国人工林之首。明确不同林龄杉木人工林养分利用策略的关键驱动因素、土壤P生物利用过程的调控机制、生态系统P分配和P循环特征,对提高杉木人工林的P利用效能、维持杉木人工林可持续经营具有重要的科学意义。但是,目前对于杉木人工林的养分利用策略、土壤P生物利用机制及生态系统P循环特征随林龄的动态变化尚不明确。因此,本研究采用时空替代法,选择不同林龄序列(3、8-11、16、21、25、29和32年)的二代杉木人工林,从林分养分限制转换入手,研究养分利用策略的动态变化,确定养分利用策略变化的关键驱动因素;研究根际与非根际土壤生物有效P的林龄动态,明晰根际与非根际土壤P生物利用过程的调控机理;研究人工林生态系统P分配和P循环特征,提出杉木林可持续经营的P养分管理措施。主要研究结果如下:(1)随林龄增加,杉木人工林鲜叶P含量降低、鲜叶N:P比增加,且鲜叶和叶凋落物N:P比分别与其P含量显着负相关,这意味着杉木生长受P限制随林龄增加而增加。叶凋落物P含量随林龄增加而增加、叶P回收效率随林龄的增加而下降,这表明杉木人工林养分利用策略可能由幼林阶段的“节约保守”型转化为老林阶段的“奢侈”型。土壤养分供应与林木养分需求共同调控杉木人工林的养分利用策略。幼林中,杉木相对生长速率高,P需求高,且矿质层土壤P因吸收消耗而供应不足,导致高的叶P回收效率;而在老林中,杉木相对生长速率降低,P需求降低,且有机层土壤P增加而供应充足,导致低的P回收效率。这说明,当土壤养分供应不能完全满足林木生长需求时,林木内源养分的重吸收是保障林木生长需求的重要策略。明确土壤养分供应与林木养分需求的关系对养分利用策略的调控机制,为人工林养分的可持续经营管理提供理论基础。(2)随林龄增加,杉木人工林的P年吸收量增加,土壤P吸收消耗增加,导致矿质层土壤中exchangeable-P和ligand-P含量降低;凋落物输入和分解增加,从而增加有机层土壤soluble-P、exchangeable-P和ligand-P含量;根际柠檬酸含量和土壤p H降低,促使根际正磷酸根离子与Fe和Al氢氧化物结合而沉淀,从而增加根际土exchangeable-P和ligand-P含量。然而,Hydrolysable-P含量无明显林龄变化,而与根际酸性磷酸酶活性显着正相关,这说明在所有林龄阶段,hydrolysable-P可能持续被酸性磷酸酶矿化为无机P形态(soluble-P、exchangeable-P和ligand-P),这有利于P再循环。随林龄增加,P逐渐参与到生物学循环中,被林木吸收的P逐渐归还到土壤中,使得土壤P储量得到恢复,人工林由P获取生态系统向P再循环生态系统转化。在杉木人工林实际经营过程中,延长轮伐期(>34年)可能是维持下一代或多代人工林可持续生产力P供应的有效措施之一,从而实现杉木人工林可持续经营。(3)杉木人工林杉木各器官P储量随林龄增加而增加,且树干P储量占杉木P储量比例小于1/4,因此仅木材收获不是人工林P损失的主要途径,这说明,若将人工林采伐剩余物留在采伐地,使之分解归还于林地内,则可以归还3/4以上的因杉木储存而消耗的土壤P储量,避免P的损失。3年生幼林中,林下植被生物量接近于杉木生物量,这严重影响杉木幼苗的生长。该结果表明,在杉木人工林种植前三年进行林下植被清除,减少竞争,有助于杉木幼苗的快速生长,且应把清除的林下植被留存于林地内,避免P损失。地面凋落物层P储量随林龄增加呈先增加后下降的趋势,这说明,适当延长轮伐期有助于杉木从土壤中吸收的P通过凋落物归还到林地,为下一代或多代人工林提供P养分。矿质层土壤P储量随林龄增加呈先下降后上升的趋势,且30-60 cm矿质层土壤P储量与林龄无显着相关关系,这表明植物的生长可能是不同土层土壤P储量林龄变化的重要原因。在人工林实际经营过程中,土壤P储量的林龄变化趋势,有助于指导制定人工林养分管理措施(如施肥)。因此,明确人工林生物量及P储量的林龄分配特征,对杉木人工林不同生长阶段的经营管理均具有重要的指导意义。(4)随林龄增加,杉木人工林林分P年吸收量、P年存留量、P年重吸收量、P年凋落物归还量均先增加后稳定,而细根周转P年归还量无林龄相关性。这表明P生物循环越来越增强,由幼林阶段的依赖土壤P供应逐渐转换为老林阶段的依赖P重吸收和P再循环。杉木人工林植被P储量随林龄增加而增加,但其远远低于土壤P储量,该结果佐证了延长轮伐期能够使杉木人工林土壤P储量得到一定程度的恢复。杉木人工林地表径流P输出量随林龄增加而增加,这与林下植被覆盖度降低、有机层土壤P含量增加、P溶解度增加密切相关。那么,保持一定的林下植被覆盖度,可能是减少地表径流P输出的重要途径之一,从而保障杉木人工林可持续经营。通过对杉木人工林养分限制、养分利用策略、P生物利用机制及P循环特征的研究,得到如下的理论框架。幼林阶段,杉木相对生长速率高,P需求量高,生物量累积速率快,杉木P储量增加,矿质层土壤P因吸收而降低,又由于该阶段凋落物P归还量极低,导致土壤P储量下降,所以,杉木会通过高的P回收效率利用内源P库、增加根际分泌物提高土壤P的生物有效性、增加细根生物量获取更多的土壤P,满足其快速生长所需的P养分。该生长阶段,杉木人工林以P获取为主,属于较为开放的P循环特征。随林龄增加,杉木相对生长速率降低,P需求量降低,土壤P库的消耗减少,且凋落物P归还量增加,成为杉木生长的主要P源,与此同时,杉木P回收效率降低增加P归还、根际分泌物减少降低土壤P的生物有效性而使P累积、细根生物量减少降低对土壤P的吸收消耗,因此,促使杉木人工林土壤P储量得到恢复而增加。杉木人工林P循环随林龄增加逐渐以P再循环为主,P循环逐渐趋于闭合。
严理[8](2019)在《不同植物叶片磷组分特征及其与土壤养分的关系》文中研究说明磷是植物生长所必需的重要元素,它参与了植物几乎所有的生理过程,并发挥着至关重要的作用。磷资源短缺和土壤磷限制正在威胁着世界的植物和粮食安全,成为全球关注的热点之一。不同植物对磷的吸收和利用效率存在很大差异,以往针对植物磷的研究主要集中在无机磷和有机磷两部分。最近的研究发现,植物叶片中不同的磷组分不但行使不同的功能,其分配模式和转移及再利用也影响到包括植物光合及代谢等诸多生理过程。因此深入研究植物不同磷组分(无机磷、核酸磷、脂质磷、代谢磷和残渣磷)与土壤养分之间的关系显得尤为必要。本研究以澳大利亚西南部的Jurien Bay不同年代序列(按照成土年限从年轻到古老分别为stage 2,stage 3,stage 4和stage 5,其中stage1在本研究中未涉及)土壤—植被生态系统和中国广西南亚热带人工林生态系统为对象,探究了不同植物的叶片磷组分分配模式对不同年代序列(6500年至200万年)土壤养分响应(土壤全磷全氮及有效磷等)的差异,研究了人工林纯林和混交林中造林树种(马尾松和红锥)不同发育阶段的叶片、林下优势植物(重要值前10的物种)、植物功能群及群落水平的植物叶片磷组分特征及其与林分土壤和植物根际土壤养分(全磷全氮及有效磷等)的关系,主要结果如下:(1)在澳大利亚西南部的Jurien Bay不同年代序列土壤下,Hakea prostrata R.Br.(山龙眼科)和Acacia rostellifera Benth.(豆科)及Melaleuca systena Craven(桃金娘科)3种植物的叶片总氮含量没有差异,但其叶片总磷含量表现出明显不同的变化规律。Acacia rostellifera的叶片总磷含量在不同土壤中保持一致且维持较高水平;M.systena的叶片总磷含量在年轻土壤中较高,且随着土壤年龄的增加叶片总磷含量持续下降,降幅达70%;H.prostrata的叶片总磷含量明显低于前两种植物,并且也随着土壤年龄的增加呈现明显的下降趋势,但与M.systena不完全相同。在不同的土壤条件下,3种植物叶片的磷组分及其分配也存在明显差异。Acacia rostellifera的各磷组分没有显着变化;M.systena的叶片磷组分含量随着土壤年龄的增加呈现出不同的变化规律,在最年轻的土壤中,M.systena将接近40%的叶片磷分配给无机磷,而核酸磷和脂质磷分别约为25%;随着土壤年龄的增加,M.systena分配到无机磷、核酸磷及脂质磷的含量均呈现下降趋势,而代谢磷含量则在所有的土壤年代序列中都保持相对稳定;在最年轻的土壤stage 2中,H.prostrata对核酸磷、代谢磷及残渣磷的分配与M.systena相似。与此同时H.prostrata的脂质磷含量在stage 2很低,只相当于M.systena的1/3和A.rostellifera的1/2。在澳大利亚西南部的Jurien Bay不同年代序列土壤下的3种植物与土壤养分的相关性也存在差异。Melaleuca systena的土壤pH和叶片总磷含量的相关性最高(R2=0.45);H.prostrata的土壤总磷含量和叶片总磷含量之间的相关性最高(R2=0.51);而对于A.rostellifera,其叶片总磷含量与土壤指标之间没有较显着的相关性。3种植物的叶片磷含量与土壤总氮之间都没有相关性。随着土壤磷限制的程度加深,山龙眼科植物H.prostrata和桃金娘科植物M.systena对磷的需求逐渐降低,并且能灵活地分配叶片中的无机磷、脂质磷和核酸磷等组分,从而更好地适应环境胁迫。但与此同时,豆科植物A.rostellifera对磷的需求始终维持在较高的水平,缺乏灵活分配磷组分的能力,这可能是限制其在磷极度缺乏地区分布的重要原因。该结果证明不同植物种对于土壤养分的响应可以在叶片磷组分的分配方式上得到体现,并且不同的磷组分再分配模式反映了植物对于环境的适应能力。(2)中国南亚热带不同造林树种叶片磷组分特征及分配模式存在差异。混交林中马尾松和红锥的总氮含量不随叶片发育阶段而变化,但纯林中的马尾松总氮含量在不同年龄叶片中表现出差异。马尾松的成熟叶总磷含量在纯林和混交林中并无显着差异,但纯林内马尾松的磷回收率显着高于混交林。马尾松和红锥均将最多的叶片磷分配到了脂质磷,但它们在叶片不同发育阶段表现出显着差异;2个林分中马尾松核酸磷含量都随着叶片的衰老而显着下降,而红锥的核酸磷含量不随叶片衰老而变化。马尾松的磷回收率显着高于红锥,马尾松从各个叶片磷组分中全面地回收磷,但红锥对磷的回收主要为脂质磷和代谢磷。红锥叶片远高于马尾松的N:P比值,说明其相比马尾松面临程度更深的磷限制。(3)不同林分林下优势植物、功能群和群落水平的叶片磷组分特征存在差异。草本植物功能群对于氮磷的需求高于其它植物功能群,并且相比之下将更多的叶片磷分配到无机磷和核酸磷库,草本植物的高磷需求可能成为限制其分布的重要原因。2个林分中林下共有的优势植物在叶片磷组分特征上没有显着差异,但是非共有的优势植物在纯林或混交林中表现出磷组分特征的显着差异。蕨类植物的叶片磷与土壤总磷的关系强于其它功能群,但是蕨类叶片磷与土壤有效磷并没有相应的相关性,推测蕨类植物比其它功能群更有效活化并利用Al-P来达到对磷的获取。(4)除了混交林的土壤全氮含量显着高于纯林,纯林和混交林的其它林分土壤养分并未表现出显着差异。林下优势植物根际土壤的养分含量远低于林分土壤,而纯林中根际土壤的有效养分含量高于混交林,草本植物的根际土壤有效养分含量高于灌木和乔木树种。纯林中的马尾松和混交林中的马尾松及红锥在根际土壤有效磷(resin P)的含量上未表现出显着差异,但纯林马尾松根际土壤的Al-P及Fe-P含量都显着高于混交林中马尾松的含量。与之形成鲜明对比的是,马尾松和红锥在两个林分中的根际土壤氮含量都无显着差异。纯林中的马尾松主要利用Al-P,但在混交林中马尾松和红锥对于Al-P、Fe-P及Ca-P均有不同程度的利用。本研究将植物叶片的磷组分按无机磷、脂质磷、核酸磷、代谢磷和残渣磷5个部分进行提取和对比,比较了自然生态系统下不同植物种对磷组分的分配差异及其对土壤养分的响应,同时也比较了人工林生态系统中造林树种和林下植被的叶片磷分配模式及其对养分的响应。本研究证实了叶片的磷组分分配在不同植物中具有显着差异,植物对于叶片磷组分的分配方式与其对环境的适应性密切相关。今后对于磷组分更深入的研究,将为如何提高不同植物尤其是农林经济作物的磷利用效率提供更多的参考价值。
黄琳丽[9](2019)在《AtZFP5、AtZFP6、AtGIS3和OsRHL41-like等基因调控根毛生长和发育的分子机制研究》文中进行了进一步梳理根是植物重要的营养器官,根毛是根表皮特化的细胞,是植物根系的重要组成部分,能够增加根系与土壤之间的接触面积,从而促进植物更高效地吸收水分和养分。因此,研究植物根毛细胞的分化和发育机制,具有重要的学术意义和经济应用价值。本研究主要以拟南芥为材料,探究了 C2H2锌指蛋白ZFP5、ZFP6和GIS3在根表皮细胞发育中的作用;同时以水稻为材料,对OsRHL41-like,OsRHD1-like,OsRHD2-like1和OsRHD2-like2基因在根毛发育中的功能进行研究。所取得的主要结果如下:1、为了研究ZFP5响应营养信号调控根毛发育进行研究,发现低磷、低钾能够诱导ZFP5基因的表达,但是不能恢复zfp5突变体和干扰株系的短根毛表型。分子生物学实验表明乙烯参与低磷、低钾诱导根毛伸长,且ZFP5通过调控EIN2基因的表达来响应低磷、低钾诱导根毛发育。2、为了研究GIS3调控根毛发育的分子机制进行研究,发现与野生型相比,gis3突变体和GIS3RNAi干扰株系根毛数量显着减少,根毛长度显着变短,表明GIS3是调控根毛发育的正向调控因子。外源ACC和BA处理诱导野生型中GIS3表达,但是不能恢复gis3突变体短根毛表型。分子生物学和遗传学研究表明,GIS3通过直接作用于RHD2和RHD4上游来调控根毛伸长。综上所述,GIS3通过整合乙烯和细胞分裂素信号直接调控RHD2和RHD4基因的表达来调控根毛的形成和发育。3、为了研究ZFP6基因在根毛发育中的作用,对zfp6突变体和干扰株系根毛表型进行分析,发现ZFP6对根毛发育具有正向调控作用。外源施加ACC和BA能够显着诱导野生型中ZFP6基因的表达,但不能恢复zfp6突变体根毛长度,表明ZFP6响应乙烯和细胞分裂素信号调控根毛伸长。通过RNA-Seq分析筛选出13个激素相关基因,酵母双杂交分析表明ZFP6可能与AT4G36110、MYB51、ERF6和ATMYBL2存在相互作用。4、为了研究植物激素生长素、乙烯和细胞分裂素之间的关系,发现只有乙烯能诱导野生型产生异位根毛,这意味着乙烯在根毛起始阶段的特殊作用。然而,在伸长阶段,生长素、乙烯和细胞分裂素均能促进根毛尖端生长,而细胞分裂素的作用在这个过程中独立于生长素和乙烯。当生长素和乙烯信号有缺陷时,外源BA处理能够恢复根毛伸长。更为重要的是,转录分析表明生长素、乙烯和细胞分裂素通过RSL4调控一系列根毛特异性基因来调控根毛发育。5、为了研究水稻OsRHL41-like等基因的功能,我们克隆了OsRHL41-like、OsRHD1-like、OsRHD2-like1和OsRHD2-like2这四个水稻基因,并将其转入拟南芥和水稻中。发现过量表达水稻OsRHL41-like显着增加拟南芥和水稻根毛长度,而OsRHL41-like干扰株系根毛长度显着低于野生型。结果表明,OsRHL41-like正向调控水稻根毛伸长。OsRHD2-like1和OsRHD2-like2转基因株系根毛表型与OsRHL41-lik相似,表明OsRHD2-like1和OsRHD2-like2是调控水稻根毛伸长的正向调控因子。而OsRHD1-like转基因株系根毛表型与OsRHL41-like相反,表明OsRHD1-like是调控水稻根毛发育的负向调控因子。
尹欢[10](2019)在《拟南芥中雷帕霉素靶蛋白调控根毛生长的研究》文中进行了进一步梳理根毛对植物锚定土壤,适应环境和吸收营养具有重要作用,研究植物根毛发育对调节植物生长发育具有重要意义。雷帕霉素靶标蛋白(TOR)是一个在真核生物中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,TOR能响应外部营养、能量和氨基酸等信号,通过对下游底物的磷酸化和去磷酸化来调节细胞自噬,代谢和蛋白合成等生命活动。目前研究已经发现植物根毛的发育受到复杂的分子网络调控,多个关键转录因子在细胞命运决定,根毛发生,根毛的顶端生长和成熟中发挥了重要作用。然而,关于上游能量营养信号是如何调控根毛生长发育的仍需要更加深入的研究。TOR作为植物能量营养逆境信号感受器如何调控根毛发育的机制仍旧不清楚。研究TOR调控根毛发育的分子机制对于完善植物根毛的分子调控网络具有重要的意义。本文通过表型分析,转录组测序分析、遗传学和分子生物学等方法,研究了TOR信号通路在拟南芥根毛发育中的重要功能,并初步阐明拟南芥TOR-TAP46-RHD6信号通路在根毛发育调控中的功能。本研究的研究结果如下:(1)本研究为了探究TOR对根毛发育的影响,使用TOR抑制剂RAP处理WT和BP12-2植株,植物本身的FKBP12对RAP并不敏感,BP12-2是转化酵母FKBP12到拟南芥中得到的对RAP十分敏感的株系。结果发现BP12-2的根毛长度与对照WT相比,明显受到抑制,说明TOR活性被抑制根毛发育也会受到抑制。检测RAP处理后根毛发育相关基因的表达量变化,发现转录因子RSL4的表达量发生下调。将rhd6rsl1 vs WT和BP12-2的DMSO vs RAP两组转录组数据进行分析,发现RSL4的上游调控因子RHD6可能在TOR调控拟南芥根毛发育中占据了重要地位。同时qPCR结果显示RHD6转录水平不受TOR抑制剂影响。这表明RHD6有可能受到蛋白水平的调控。(2)通过扩增AtRHD6和AtRSL4基因,构建其超表达载体并转化到拟南芥BP12-2中,成功获得拟南芥转基因株系。用RAP处理转基因植株,培养后发现超表达RHD6和RSL4都能部分恢复BP12-2在TOR抑制剂处理时根毛生长受到抑制的表型,暗示TOR可能是通过RHD6和RSL4调控根毛发育的。(3)在以上结果的基础上,将TOR及其底物与RHD6做酵母双杂交实验研究,结果显示TOR的直接底物TAP46与RHD6之间可能存在相互作用。接着使用双分子荧光互补实验(BiFC)和免疫共沉淀实验(Co-IP)进一步验证了TAP46和RHD6之间确实存在蛋白相互作用,表明TOR可能通过其底物TAP46调控RHD6进而调控根毛发育。另外,生物信息学分析结果发现RHD6亚家族的6个基因的蛋白序列具有高度的同源性。进一步通过酵母双杂交发现,RHD6亚家族多个成员均可能与TAP46存在蛋白互作。(4)此外,本研究也构建了AtTAP46超表达载体,将其转化到拟南芥野生型中,获得转基因株系。鉴定获得阳性株系后,用TOR抑制剂AZD处理拟南芥转基因植株,发现转基因植株的根毛发育明显好于野生型对照,表明AtTAP46对拟南芥根毛发育具有促进作用。本研究的结果显示,拟南芥的TOR被抑制后根毛发育也受到抑制,经过定量分析和转录组分析发现RHD6可能是TOR调控根毛发育的关键基因,而RSL4是RHD6的直接靶标,RHD6的转录不受TOR调控,RSL4的转录水平受TOR影响;表型实验发现超表达TAP46,RHD6和RSL4均能部分恢复TOR被抑制后的根毛生长受限;而多种验证蛋白互作的实验证明TAP46与RHD6之间确实存在蛋白质相互作用;本研究根据上述结果证明了TOR通过RHD6调控拟南芥根毛发育。
二、植物根毛的发生、发育及养分吸收(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:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(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。
三、植物根毛的发生、发育及养分吸收(论文提纲范文)
(1)乙烯调控植物根毛发育的研究进展(论文提纲范文)
1 根毛的发育 |
2 乙烯对根毛发育的调控 |
3 乙烯与不同植物激素的互作调控根毛发育 |
3.1 乙烯与生长素对根毛的调控 |
3.2 乙烯与细胞分裂素对根毛的调控 |
3.3 乙烯与独脚金内酯对根毛的调控 |
3.4 乙烯与茉莉酸对根毛的调控 |
4 乙烯与不同环境胁迫的互作调控根毛发育 |
4.1 乙烯与磷(P)互作对根毛的调控 |
4.2 乙烯与氮(N)互作对根毛的调控 |
4.3 乙烯与铁(Fe)互作对根毛的调控 |
4.4 乙烯与镁(Mg)互作对根毛的调控 |
4.5 乙烯在生物胁迫中对根毛的调控 |
5 总结与展望 |
(2)环境胁迫及相关植物激素在水稻根毛发育过程中的作用(论文提纲范文)
1 水稻根毛结构和发育过程 |
2 环境胁迫对植物根毛形态的调控作用 |
3 与环境胁迫相关植物激素参与水稻根毛调控 |
3.1 生长素(IAA)对水稻根毛发育的调控作用 |
3.2 脱落酸(ABA)对水稻根毛的影响 |
3.3 乙烯(ETH)对水稻根毛的影响 |
3.4 环境胁迫、IAA、ABA及ETH共同调控水稻根毛生长发育 |
3.5 其他植物激素调控水稻根毛生长发育 |
4 展望 |
(3)喜树生物碱类物质对8种草本观赏植物的化感作用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 文献综述 |
1.1 化感作用的定义 |
1.2 木本植物的化感作用研究 |
1.3 林草化感作用的研究概况 |
1.4 植物化感作用机理 |
1.5 植物化感作用特点及释放方式 |
1.6 喜树的研究概况 |
1.6.1 喜树的生物学特征及其分布 |
1.6.2 喜树在园林应用中的研究概况 |
1.7 本文研究内容及技术路线 |
1.7.1 研究内容 |
1.7.2 技术路线 |
1.8 本文研究意义及创新性 |
2 喜树碱类物质对8种草本观赏植物种子萌发的影响 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验方法 |
2.1.3 数据分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 化感物质对植物种子发芽率的影响 |
2.2.2 喜树碱类化感物质对植物根系的影响 |
2.3 结论与讨论 |
3 喜树碱类物质对8种草本观赏植物生理生化指标的影响 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验方法 |
3.1.3 数据分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 化感物质对植物叶片叶绿素的影响 |
3.2.2 植物叶片相对电导率测定结果 |
3.2.3 植物叶片丙二醛(MDA)含量检测结果 |
3.2.4 植物叶片超氧化物歧化酶(SOD)的测定结果 |
3.2.5 植物叶片过氧化物酶(POD)的测定结果 |
3.2.6 植物叶片过氧化氢酶(CAT)的测定结果 |
3.2.7 植物叶片可溶性蛋白(SP)的测定结果 |
3.2.8 植物叶片脯氨酸(Pro)的测定结果 |
3.3 结论与讨论 |
4 喜树碱类物质对8种草本植物光合荧光特性的影响 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验方法 |
4.1.3 数据处理 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 化感作用对植物光响应曲线的影响 |
4.2.2 化感作用对8种植物气体交换参数的影响 |
4.2.3 化感作用对8种植物叶绿素荧光参数的影响 |
4.3 株型与叶片的变化 |
4.4 结论与讨论 |
5 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
附录1 化感作用下试验材料的叶片变化图 |
附录2 缩写词目录 |
个人简介 |
致谢 |
(4)干旱对棉花微根系与地上部形态生理的影响及细根差异蛋白质组学分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 干旱胁迫对植物的影响及植物的耐旱机制 |
1.2.1 干旱胁迫对植物生长的影响 |
1.2.2 植物抗旱研究概述 |
1.2.3 植物根系与干旱胁迫 |
1.3 植物微根系研究进展 |
1.3.1 植物细根研究进展 |
1.3.2 植物根毛研究进展 |
1.3.3 微根系对土壤干旱的形态响应 |
1.3.4 微根系观测方法研究进展 |
1.4 植物蛋白质组学研究进展 |
1.4.1 蛋白质组学概述 |
1.4.2 蛋白质组学研究技术概述 |
1.4.3 棉花响应干旱胁迫蛋白质组学研究进展 |
1.5 本研究目的及意义 |
1.6 技术路线 |
2 棉花微根系响应干旱胁迫的原位形态特征研究 |
2.1 试验材料与仪器 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 试验设计 |
2.3 测定项目及方法 |
2.3.1 地上部形态、相对叶绿素含量及植株鲜重的测定 |
2.3.2 根系图像的原位获取 |
2.3.3 根毛长度测量 |
2.3.4 细根、根毛寿命观察 |
2.3.5 数据处理与分析 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 干旱胁迫对棉花地上部生长发育的影响 |
2.4.2 干旱胁迫对棉花根系发育的影响 |
2.4.3 干旱胁迫对棉花细根、极细根比例的影响 |
2.4.4 干旱胁迫对棉花活根、死根比例的影响 |
2.4.5 干旱胁迫对棉花细根寿命的影响 |
2.4.6 干旱胁迫对棉花根毛长度的影响 |
2.4.7 干旱胁迫对棉花根毛寿命的影响 |
2.5 讨论 |
2.5.1 干旱胁迫对棉花植株地上部发育的影响 |
2.5.2 干旱胁迫对棉花细根发育的影响 |
2.5.3 干旱胁迫对棉花细根寿命的影响 |
2.5.4 干旱胁迫对棉花根毛寿命的影响 |
3 干旱胁迫对棉花地上部形态与细根生理生化特性的影响 |
3.1 试验材料与仪器 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 实验仪器 |
3.2 植物材料的培养及处理 |
3.3 测定项目及方法 |
3.3.1 地上部形态 |
3.3.2 光合气体交换参数测定与计算 |
3.3.3 地上部生理指标测定 |
3.3.4 根系形态指标 |
3.3.5 渗透调节物质、活性氧代谢及抗氧化系统相关指标的测定 |
3.3.6 内源激素含量的测定 |
3.3.7 数据统计分析 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 干旱胁迫对棉花地上部形态的影响 |
3.4.2 干旱胁迫对棉花根系形态的影响 |
3.4.3 干旱胁迫对棉花光合气体交换参数的影响 |
3.4.4 干旱胁迫对棉花叶片水分利用效率的影响 |
3.4.5 干旱胁迫对棉花苗期叶片SPAD值和相对含水量的影响 |
3.4.6 干旱胁迫对棉花细根酶类抗氧化剂的影响 |
3.4.7 干旱胁迫对棉花细根非酶类抗氧化剂的影响 |
3.4.8 干旱胁迫对棉花细根脂质过氧化水平的影响 |
3.4.9 干旱胁迫对棉花细根渗透调节物质的影响 |
3.4.10 干旱胁迫对棉花细根内源激素含量的影响 |
3.5 讨论 |
3.5.1 棉花通过改变器官形态、生理特征与光合性能响应土壤干旱 |
3.5.2 干旱胁迫激活了棉花细根一系列抗氧化反应 |
3.5.3 干旱胁迫对棉花细根渗透调节物质的影响 |
3.5.4 干旱胁迫下棉花细根内源激素的响应 |
4 棉花细根响应干旱胁迫的蛋白质组学研究 |
4.1 试验材料与试剂 |
4.1.1 植物材料 |
4.1.2 药品试剂 |
4.2 植物材料的培养与处理 |
4.3 试验方法 |
4.3.1 蛋白提取 |
4.3.2 胰酶酶解 |
4.3.3 TMT标记 |
4.3.4 高效液相色谱(HPLC)分级 |
4.3.5 液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)分析 |
4.3.6 数据库搜索 |
4.3.7 基于平行反应监测的靶向蛋白验证 |
4.3.8 生物信息学分析 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 SDS-PAGE检测 |
4.4.2 质谱质控检测结果 |
4.4.3 TMT蛋白鉴定总览 |
4.4.4 样品重复性检验 |
4.4.5 差异蛋白质鉴定数量分析 |
4.4.6 正常灌水与干旱胁迫下棉花细根发育相关差异蛋白功能分类 |
4.4.7 不同胁迫时间下棉花细根响应干旱胁迫差异蛋白功能分类 |
4.4.8 正常灌水与干旱胁迫下棉花细根发育相关差异蛋白GO富集分析 |
4.4.9 不同胁迫时间下棉花细根响应干旱胁迫差异蛋白GO富集分析 |
4.4.10 正常灌水与干旱胁迫下棉花细根发育相关差异蛋白KEGG富集分析 |
4.4.11 不同胁迫时间下棉花细根响应干旱胁迫差异蛋白KEGG富集分析 |
4.4.12 正常灌水与干旱胁迫下棉花细根发育相关差异蛋白结构域富集 |
4.4.13 正常灌水与干旱胁迫下棉花细根发育相关差异蛋白结构域富集 |
4.4.14 差异蛋白的蛋白表达水平验证 |
4.5 讨论 |
4.5.1 干旱胁迫下参与碳水化合物和能量代谢的部分差异表达蛋白 |
4.5.2 干旱胁迫下参与胁迫抵抗和防御反应的部分差异表达蛋白 |
4.5.3 干旱胁迫下参与植物激素代谢的部分差异表达蛋白 |
4.5.4 干旱胁迫下参与脂肪酸代谢的部分差异表达蛋白 |
4.5.5 干旱胁迫下参与氨基酸代谢的部分差异表达蛋白 |
4.5.6 干旱胁迫下参与次生代谢的部分差异表达蛋白 |
5 结论 |
6 附录 |
参考文献 |
在读期间的学术论文 |
作者简历 |
致谢 |
附件 |
(5)微丝解聚因子AtADF11通过根毛生长参与拟南芥适应干旱胁迫的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 微丝解聚因子ADFS及ADF11 研究进展 |
1.1.1 微丝解聚因子ADFs解聚微丝机制 |
1.1.2 ADFs在植物中的表达及定位 |
1.1.3 植物中ADFs家族的功能 |
1.1.4 拟南芥ADF11的研究进展 |
1.2 根毛的生长及调节机制 |
1.2.1 根毛的生长及功能 |
1.2.2 根毛生长发育的基因调控网络 |
1.2.3 微丝骨架调节根毛生长作用 |
1.3 植物适应干旱胁迫的机制 |
1.3.1 植物适应干旱胁迫的生理生化变化 |
1.3.2 干旱胁迫对植物基因表达和系统性信号转导的影响 |
1.3.3 干旱胁迫下根毛的调控机制 |
1.4 本研究的目的与意义 |
第二章 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验仪器 |
2.3 试验试剂 |
2.4 试验方法 |
2.4.1 Atadf11 突变体植株的鉴定 |
2.4.2 AtADF11 恢复突变材料的构建及筛选 |
2.4.3 干旱胁迫下AtADF11 对拟南芥根毛生长的影响 |
2.4.4 干旱处理下拟南芥根部中AtADF11的表达量测定 |
2.4.5 AtADF11 启动子融合GUS基因植株的构建 |
2.4.6 AtADF11 在根毛中的GUS染色 |
2.4.7 干旱胁迫下AtADF11 各遗传材料拟南芥植株表型观察及含水量和干重测定 |
第三章 结果与分析 |
3.1 ATADF11 对根毛生长的影响 |
3.1.1 Atadf11 突变体植株的鉴定 |
3.1.2 AtADF11 恢复突变植株的构建及筛选 |
3.1.3 AtADF11各遗传材料根毛生长表型 |
3.2 干旱胁迫下ATADF11 的表达 |
3.2.1 干旱处理对拟南芥根部AtADF11表达量的影响 |
3.2.2 pAtADF11::GUS植株的构建与筛选 |
3.2.3 干旱胁迫下AtADF11 在根毛中的表达 |
3.3 干旱胁迫下ATADF11 对根毛生长的影响 |
3.3.1 干旱胁迫下AtADF11各遗传材料根毛生长表型 |
3.3.2 不同浓度干旱胁迫处理下AtADF11各遗传材料根毛长度统计 |
3.4 干旱胁迫下ATADF11 对植株生长和水分状况的影响 |
3.4.1 干旱胁迫下AtADF11各遗传材料生长表型 |
3.4.2 干旱胁迫下AtADF11 各遗传材料含水量及干重统计 |
第四章 讨论与结论 |
4.1 讨论 |
4.2 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(7)不同林龄杉木林磷生物利用机制及磷循环特征(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 文献综述 |
1.1 土壤P分级 |
1.1.1 土壤无机P形态及其有效性 |
1.1.2 土壤有机P形态及其有效性 |
1.2 土壤P匮乏机制 |
1.2.1 成土过程 |
1.2.2 土壤结构和理化性质 |
1.2.3 氮沉降 |
1.2.4 植物吸收 |
1.3 植物和微生物P利用生物学机制 |
1.3.1 植物根系形态结构改变和菌根形成的P利用策略 |
1.3.2 植物根系和微生物分泌有机酸的P利用策略 |
1.3.3 植物根系和微生物分泌酶类的P利用策略 |
1.3.4 植物根系和微生物分泌H+或OH-/HCO3-的P利用策略 |
1.4 森林生态系统磷循环的林龄动态 |
1.4.1 森林生态系统养分循环 |
1.4.2 森林生态系统磷循环的林龄动态 |
1.5 研究目标与主要研究内容 |
1.5.1 研究目标 |
1.5.2 主要研究内容 |
1.6 研究技术路线 |
2 实验地概况与研究方法 |
2.1 实验地概况 |
2.2 植物样品采集 |
2.2.1 杉木样品采集 |
2.2.2 灌木样品采集 |
2.2.3 草本样品采集 |
2.3 凋落物样品采集 |
2.3.1 凋落物收集 |
2.3.2 地面凋落物层凋落物收集 |
2.4 土壤样品采集 |
2.4.1 土壤容重测定 |
2.4.2 非根际土壤样品采集 |
2.4.3 根际土壤采集 |
2.5 地表径流养分淋溶损失样品采集 |
2.6 实验样品养分含量测定 |
2.6.1 植物、凋落物、土壤和地表径流样品养分含量的测定 |
2.6.2 土壤生物有效P测定 |
2.6.3 土壤柠檬酸含量测定 |
2.6.4 土壤酸性磷酸酶测定 |
2.6.5 杉木N和P重吸收效率及年P重吸收量估算 |
2.6.7 杉木人工林相对生长速率估算 |
2.6.8 杉木细根生物量测定 |
2.6.9 杉木人工林乔木层P储量和年P存留量估算 |
2.6.10 杉木人工林年P归还量和年P吸收量估算 |
2.6.11 杉木人工林地面凋落物层P储量估算 |
2.6.12 杉木人工林土壤P储量估算 |
2.6.13 杉木人工林地表径流P输出量估算 |
2.7 数据处理与分析 |
3 杉木人工林养分利用策略的林龄动态及其调控机制 |
3.1 针叶养分组成的林龄变化 |
3.2 杉木相对生长速率和土壤养分状态对养分重吸收效率的影响 |
3.3 讨论 |
3.3.1 养分限制的林龄变化 |
3.3.2 养分利用策略的林龄变化 |
3.3.3 养分重吸收的林龄变化机制 |
3.4 小结 |
4 杉木人工林土壤生物有效P含量林龄变化模式及调控机制 |
4.1 杉木人工林根际土与非根际土间土壤P含量的差异比较 |
4.2 土壤各P形态含量的林龄动态 |
4.3 地面凋落物层凋落物积累量对土壤P的影响 |
4.4 年P需求量对土壤生物有效P的影响 |
4.5 根际分泌物对根际土P含量的影响 |
4.6 土壤P储量的林龄动态 |
4.7 讨论 |
4.7.1 土壤总P随林龄的变化 |
4.7.2 土壤生物有效P随林龄的变化 |
4.7.3 人工林土壤P养分管理提示 |
4.8 小结 |
5 不同林龄杉木人工林P储量及分配特征 |
5.1 土壤P储量及分配 |
5.1.1 土壤容重 |
5.1.2 土壤TP含量 |
5.1.3 土壤P储量 |
5.2 杉木P储量及分配 |
5.2.1 杉木生物量分配 |
5.2.2 杉木P含量 |
5.2.3 杉木P储量 |
5.3 林下植被P储量及分配 |
5.3.1 林下植被生物量 |
5.3.2 林下植被P含量 |
5.3.3 林下植被P储量 |
5.4 杉木人工林地面凋落物层P储量及分配 |
5.4.1 地面凋落物层生物量 |
5.4.2 地面凋落物层凋落物P含量 |
5.4.3 地面凋落物层凋落物P储量 |
5.5 杉木人工林生态系统P储量及分配 |
5.5.1 杉木人工林生态系统生物量及分配 |
5.5.2 杉木人工林生态系统P储量及分配 |
5.6 讨论 |
5.6.1 植被层生物量和P储量分配与可持续经营的关系 |
5.6.2 地面凋落物层生物量和P储量分配与可持续经营的关系 |
5.6.3 土壤P储量分配与可持续经营的关系 |
5.7 小结 |
6 不同林龄杉木人工林P循环特征 |
6.1 杉木人工林P生物化学循环 |
6.1.1 植物P年吸收量 |
6.1.2 植物P年存留量 |
6.1.3 植物P年归还量 |
6.1.4 植物P年重吸收量 |
6.2 杉木人工林P地球化学循环 |
6.2.1 杉木人工林P输入量 |
6.2.2 杉木人工林P输出量 |
6.3 杉木人工林P生物地球化学循环特征 |
6.4 讨论 |
6.5 小结 |
7 结论 |
7.1 杉木人工林P利用策略林龄变化的调控机制 |
7.2 杉木人工林土壤P生物利用的林龄动态 |
7.3 杉木人工林P储量分配和P循环特征与可持续经营 |
8 创新点 |
9 研究展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的主要学术成果 |
致谢 |
(8)不同植物叶片磷组分特征及其与土壤养分的关系(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 前言 |
1.1 磷素的重要性及现状 |
1.1.1 全球土壤磷资源现状 |
1.1.2 磷在农林牧生产中的应用 |
1.2 植物对磷的吸收利用及适应性 |
1.2.1 植物对磷吸收的结构适应性 |
1.2.2 植物对磷利用的功能适应性 |
1.2.3 磷组分在植物内的分配及功能 |
1.3 影响植物磷组分特征的因素 |
1.3.1 植物对磷的回收和再利用 |
1.3.2 土壤微生物 |
1.3.3 气候因素 |
1.4 研究内容和目的意义 |
1.4.1 研究的目的和意义 |
1.4.2 研究内容和拟解决的关键科学问题 |
1.4.3 研究的主要技术路线 |
第二章 研究区域概况与研究方法 |
2.1 研究区域及样地概况 |
2.1.1 研究区域概况 |
2.1.2 研究样地概况 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 植物群落调查和取样 |
2.2.2 土壤调查和取样 |
2.2.3 植物样品分析 |
2.2.4 土壤样品分析 |
2.3 数据统计分析 |
第三章 不同土壤年代序列植物叶片磷组分特征及其与土壤养分的关联 |
3.1 引言 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 试验地概况 |
3.2.2 植物及土壤样品采集 |
3.2.3 植物养分测定 |
3.2.4 土壤养分测定 |
3.2.5 统计方法 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 不同土壤年代序列植物叶片的总磷和总氮特征 |
3.3.2 不同土壤年代序列植物叶片磷组分分配特征 |
3.3.3 不同土壤年代序列土壤养分特征 |
3.3.4 植物磷组分分配与土壤养分的关系 |
3.4 讨论 |
3.4.1 土壤年代对植物磷组分特征的影响 |
3.4.2 土壤年代对土壤养分特征的影响 |
3.4.3 不同土壤年代序列植物叶片磷组分特征与土壤养分的关系 |
3.5 小结 |
第四章 不同造林树种叶片磷组分特征及其与土壤养分的关系 |
4.1 引言 |
4.2 研究方法 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 造林树种不同年龄叶片的全磷及全氮特征 |
4.3.2 造林树种不同叶龄叶片的磷组分特征 |
4.3.3 造林树种净光合速率与养分回收效率 |
4.3.4 不同林分根际和非根际土壤的养分特征 |
4.3.5 造林树种叶片磷组分与根际土壤养分的关系 |
4.4 讨论 |
4.4.1 造林树种对植物叶片磷组分特征的影响 |
4.4.2 造林树种对叶片磷组分分配特征的影响 |
4.4.3 造林树种对根际和非根际土壤养分特征的影响 |
4.5 小结 |
第五章 纯林和混交林不同植物、功能群及群落叶片磷组分特征及其与土壤养分的关系 |
5.1 引言 |
5.2 研究方法 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 不同植物的叶片磷组分特征及其与根际土壤养分的关系 |
5.3.2 不同植物功能群叶片磷组分特征及其与根际土壤养分的关系 |
5.3.3 不同林分群落的叶片磷组分特征及其与根际土壤的关系 |
5.4 讨论 |
5.4.1 植物种类对叶片磷组分和根际土壤养分的影响 |
5.4.2 植物功能群叶片磷组分和根际土壤养分的影响 |
5.4.3 群落类型对叶片磷组分和根际土壤养分的影响 |
5.5 小结 |
第六章 主要结论、创新点及展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
在读期间科研及论文发表情况 |
主持或参与的科研项目 |
学术活动 |
荣誉获奖 |
发表论文 |
致谢 |
(9)AtZFP5、AtZFP6、AtGIS3和OsRHL41-like等基因调控根毛生长和发育的分子机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 拟南芥根毛发育 |
1.1.1 根毛发育的模式 |
1.1.2 根毛细胞命运决定 |
1.1.3 根毛的起始 |
1.1.4 根毛的伸长 |
1.2 植物激素对根毛发育的影响 |
1.3 营养元素对根毛发育的影响 |
1.4 C2H2锌指蛋白参与表皮毛和根毛的形成和发育 |
1.5 禾本科作物根毛发育研究进展 |
1.5.1 根表皮细胞发育模式 |
1.5.2 根毛的起始 |
1.5.3 根毛的伸长 |
1.6 本研究的目的和意义 |
2 锌指蛋白基因ZFP5调控拟南芥根毛形成的分子机制 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 植物材料和生长条件 |
2.1.2 突变体鉴定 |
2.1.3 DNA提取 |
2.1.4 根毛长度、数量统计 |
2.1.5 RNA提取、反转录和荧光定量PCR |
2.1.6 营养处理实验 |
2.1.7 GUS染色 |
2.1.8 激素处理 |
2.1.9 统计分析方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 低磷、低钾胁迫诱导ZFP5的表达 |
2.2.2 ZFP5响应低磷、低钾胁迫调控根毛伸长 |
2.2.3 乙烯参与低磷、低钾胁迫调控根毛伸长 |
2.2.4 ZFP5和乙烯相互作用来调控低磷、低钾诱导根毛发育 |
2.2.5 ZFP5调控根毛相关基因的表达来响应低磷、低钾胁迫 |
2.3 讨论 |
3 锌指蛋白基因GIS3调控拟南芥根毛形成的分子机制 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 植物材料和生长条件 |
3.1.2 突变体鉴定 |
3.1.3 根毛长度、数量统计 |
3.1.4 RNA提取、反转录和荧光定量PCR |
3.1.5 过量表达载体构建 |
3.1.6 拟南芥转基因 |
3.1.7 双突变体构建 |
3.1.8 激素处理实验 |
3.1.9 GUS染色 |
3.1.10 地塞米松(Dexamethasone,DEX)和放线菌酮(Cycloheximide,CHX) |
3.1.11 染色体免疫共沉淀(ChIP) |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 GIS3是调控根毛发育的重要调控因子 |
3.2.2 GIS3响应乙烯信号调控根毛发育 |
3.2.3 GIS3响应细胞分裂素信号调控根毛发育 |
3.2.4 GIS3作用于根毛调控因子上游来调控根毛发育 |
3.2.5 GIS3作用于RHD2和RHD4上游 |
3.2.6 GIS3直接作用于RHD2和RHD4启动子区域来调控根毛伸长 |
3.2.7 RHD2和RHD4受乙烯和细胞分裂素诱导调控根毛发育 |
3.3 讨论 |
4 锌指蛋白基因ZFP6调控拟南芥根毛形成的分子机制 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 植物材料和生长条件 |
4.1.2 突变体鉴定 |
4.1.3 根毛长度、数量统计 |
4.1.4 RNA提取、反转录和荧光定量PCR |
4.1.5 激素处理 |
4.1.6 营养处理实验 |
4.1.7 GUS染色 |
4.1.8 RNA-Seq测序 |
4.1.9 酵母双杂载体构建 |
4.1.10 酵母双杂点对点验证 |
4.1.11 地塞米松(Dexamethasone,DEX)和放线菌酮(Cycloheximide,CHX) |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 ZFP6是调控根毛发育的正向调控因子 |
4.2.2 ZFP6响应乙烯和细胞分裂素信号调控根毛发育 |
4.2.3 ZFP6响应低磷、低钾信号调控根毛发育 |
4.2.4 ZFP6根毛相关下游靶基因筛选 |
4.2.5 ZFP6其他下游基因筛选 |
4.3 讨论 |
5 植物激素通过调控根表皮基因来促进根毛的发育 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 植物材料和生长条件 |
5.1.2 根毛长度和数量统计 |
5.1.3 植物激素处理 |
5.1.4 RNA提取和定量PCR分析 |
5.1.5 公共芯片数据和生物信息学分析 |
5.1.6 统计分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 乙烯在促进根毛起始方面有独特的作用 |
5.2.2 命运决定因子突变体对植物激素的敏感性较低 |
5.2.3 细胞分裂素独立于生长素和乙烯来促进根毛伸长 |
5.2.4 植物激素协同增强根毛伸长 |
5.3 讨论 |
6 水稻根毛发育调控基因的功能研究 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 植物材料和生长条件 |
6.1.2 水稻根系RNA提取和反转录 |
6.1.3 基因克隆与载体构建 |
6.1.4 拟南芥遗传转化 |
6.1.5 水稻遗传转化与株系筛选 |
6.1.6 转基因株系筛选 |
6.1.7 拟南芥根毛长度、数量统计 |
6.1.8 水稻根毛长度统计 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 拟南芥转基因材料qRT-PCR鉴定及株系筛选 |
6.2.2 水稻转基因材料qRT-PCR鉴定及株系筛选 |
6.2.3 OsRHL41-like是调控水稻根毛伸长的正向调控因子 |
6.2.4 OsRHD1-like是调控水稻根毛伸长的负调控因子 |
6.2.5 OsRHD2-like1和OsRHD2-like2是根毛伸长的正向调控因子 |
6.3 讨论 |
7 全文总结和展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录A: 攻读博士学位期间所取得的成果 |
附录B: 作者简历 |
(10)拟南芥中雷帕霉素靶蛋白调控根毛生长的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
主要缩略词表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 问题的提出 |
1.2 根毛发育 |
1.2.1 根毛发育的研究现状 |
1.2.2 根毛的生长发育过程 |
1.2.3 拟南芥根毛发育的调控机制 |
1.2.4 植物激素与根毛发育 |
1.2.5 根毛发育与营养吸收 |
1.3 雷帕霉素靶标蛋白(TOR)信号通路 |
1.3.1 TOR蛋白的结构 |
1.3.2 TOR蛋白及其抑制剂 |
1.3.3 TOR蛋白的功能 |
1.4 研究目的、内容与意义 |
1.4.1 研究目的与意义 |
1.4.2 研究内容 |
1.5 技术路线 |
2 TOR抑制剂RAP对拟南芥根毛发育的影响 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 实验试剂 |
2.1.3 实验仪器 |
2.1.4 主要培养基 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 拟南芥种子消毒方法 |
2.2.2 雷帕霉素对拟南芥根毛发育的影响 |
2.2.3 拟南芥总RNA的提取和反转录 |
2.2.4 雷帕霉素对拟南芥根毛发育相关基因表达的影响 |
2.2.5 荧光定量PCR反应方法 |
2.2.6 RAP、乙烯和生长素组合处理拟南芥 |
2.2.7 转录组测序结果的分析 |
2.3 实验结果 |
2.3.1 雷帕霉素能显着抑制拟南芥根毛的生长 |
2.3.2 雷帕霉素对拟南芥根毛生长相关基因表达量的影响 |
2.3.3 雷帕霉素对生长素和乙烯调控根毛发育的影响 |
2.3.4 雷帕霉素处理拟南芥后的转录组学分析 |
2.3.5 雷帕霉素对部分转录组交集基因表达量的影响 |
2.4 讨论 |
3 拟南芥RHD6和RSL4 基因的克隆及功能验证 |
3.1 实验材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 菌种材料 |
3.1.3 实验用质粒载体 |
3.1.4 主要试剂 |
3.1.5 主要仪器 |
3.1.6 培养基配制 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 AtRHD6和AtRSL4 基因的克隆 |
3.2.2 大肠杆菌感受态DH5α的制备 |
3.2.3 大肠杆菌感受态转化 |
3.2.4 农杆菌感受态GV3101 的制备 |
3.2.5 农杆菌感受态GV3101 的转化 |
3.2.6 拟南芥超表达株系的获得 |
3.2.7 雷帕霉素处理拟南芥At RHD6/BP12-2,At RSL4/BP12-2 超表达材料 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 AtRHD6和AtRSL4 超表达载体的构建 |
3.3.2 AtRHD6/BP12-2和At RSL4/BP12-2 超表达株系的获得 |
3.3.3 雷帕霉素对AtRHD6/BP12-2,AtRSL4/BP12-2 植株的影响 |
3.4 讨论 |
4 拟南芥TAP46和RHD6 蛋白的相互作用及功能研究 |
4.1 实验材料 |
4.1.1 植物材料 |
4.1.2 菌种材料 |
4.1.3 质粒载体 |
4.1.4 主要试剂 |
4.1.5 主要仪器 |
4.1.6 培养基与试剂配制 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 酵母双杂交载体的构建 |
4.2.2 酵母双杂交实验方法 |
4.2.3 bHLH转录因子亚家族生物信息学分析 |
4.2.4 载体构建 |
4.2.5 双分子荧光互补 |
4.2.6 蛋白质免疫共沉淀实验(Co-IP) |
4.2.7 AtTAP46 超表达株系获得与鉴定 |
4.2.8 AtTAP46 超表达株系的功能验证 |
4.3 实验结果 |
4.3.1 TOR及其底物与根毛相关基因RHD6 的酵母双杂交 |
4.3.2 RHD6 转录因子亚家族生信分析结果 |
4.3.3 TOR底物TAP46与RHD6 亚家族成员的酵母双杂交实验 |
4.3.4 TAP46与RHD6 的双分子荧光互补实验 |
4.3.5 TAP46与RHD6 的蛋白免疫共沉淀 |
4.3.6 AtTAP46 超表达株系的获得及功能验证 |
4.4 讨论 |
5 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 本研究的创新点 |
5.3 后续研究工作及展望 |
参考文献 |
附录 |
A 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 |
C 附表1 |
D 附表2 |
E 学位论文数据集 |
致谢 |
四、植物根毛的发生、发育及养分吸收(论文参考文献)
- [1]乙烯调控植物根毛发育的研究进展[J]. 谢洋,李艾凝,丁忠杰,郑绍建. 植物生理学报, 2020(12)
- [2]环境胁迫及相关植物激素在水稻根毛发育过程中的作用[J]. 李斌,黄进,王丽,李瑾,梁越洋,陈稷. 中国水稻科学, 2020(04)
- [3]喜树生物碱类物质对8种草本观赏植物的化感作用研究[D]. 范晓月. 浙江农林大学, 2020
- [4]干旱对棉花微根系与地上部形态生理的影响及细根差异蛋白质组学分析[D]. 肖爽. 河北农业大学, 2020(01)
- [5]微丝解聚因子AtADF11通过根毛生长参与拟南芥适应干旱胁迫的研究[D]. 高碧翱. 沈阳农业大学, 2020(08)
- [6]植物微根系原位观测方法研究进展[J]. 肖爽,刘连涛,张永江,孙红春,白志英,张科,田士军,董合忠,李存东. 植物营养与肥料学报, 2020(02)
- [7]不同林龄杉木林磷生物利用机制及磷循环特征[D]. 吴惠俐. 中南林业科技大学, 2019(05)
- [8]不同植物叶片磷组分特征及其与土壤养分的关系[D]. 严理. 广西大学, 2019(06)
- [9]AtZFP5、AtZFP6、AtGIS3和OsRHL41-like等基因调控根毛生长和发育的分子机制研究[D]. 黄琳丽. 浙江大学, 2019(01)
- [10]拟南芥中雷帕霉素靶蛋白调控根毛生长的研究[D]. 尹欢. 重庆大学, 2019(01)