小球藻源生物刺激剂对盐胁迫下小麦生理特性的影响及转录组分析.pdf

目录

摘要I

ABSTRACTIII

第一章绪论1

1.1土地盐渍化现状1

1.2盐胁迫对植物的影响1

1.3植物对盐胁迫的响应2

1.4提高植物抗盐性的途径3

1.5微藻源生物刺激剂4

1.6高通量测序技术6

1.7研究内容7

1.8研究目的及意义7

第二章小球藻源生物刺激剂对小麦种子萌发和幼苗生长的影响9

2.1前言9

2.2材料与方法10

2.3结果14

2.4讨论19

2.5小结19

第三章小球藻源生物刺激剂对盐胁迫下小麦种子萌发的影响21

3.1前言21

3.2材料与方法21

3.3结果24

3.4讨论36

3.5小结37

第四章小球藻源生物刺激剂对盐胁迫下小麦幼苗生长的影响39

4.1前言39

4.2材料与方法39

4.3结果41

4.4讨论48

4.5小结49

第五章小球藻源生物刺激剂对盐胁迫下小麦幼苗的转录组分析51

5.1前言51

5.2材料与方法52

5.3结果53

5.4讨论68

5.5小结69

第六章结论与展望71

6.1结论71

6.2展望72

参考文献73

在学期间取得的科研成果89

致谢91

摘要

随着世界人口的不断增加，环境污染和气候变化引起的粮食问题日益凸显，提高

盐胁迫下作物的耐盐性及产量已成为全球农业可持续和高效发展的重要课题，而小

球藻源生物刺激剂的应用是提高作物产量和耐盐性的一种潜在方法。

本研究制备以小球藻为基础的生物刺激剂，探究其对小麦种子萌发和幼苗生长

的应用效果及其提高小麦抗盐性的潜力，并确定其最佳施用浓度范围，提高施用效

率，降低施用成本。同时利用高通量测序技术研究微藻提取液（MAE）和微藻悬浮

液（MAS）两种形式的小球藻源生物刺激剂对盐胁迫下小麦幼苗基因表达和代谢途

径的调控，并探讨外源小球藻生物刺激剂诱导小麦幼苗耐盐性的分子机制。研究结果

如下：

（1）MAE处理后小麦种子的发芽率和发芽势均有所提高，且50mg·L-1的MAE

处理下小麦种子发芽率和发芽势分别显著提高了32.61%和73.53%，其促进效果最佳。

而随着浓度的升高其促进作用呈现降低的趋势。不同浓度MAE和MAS处理能提高

小麦幼苗根茎的生长和生物量的积累，同时提高叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白的含

量，其中浓度为25mg·L-1—200mg·L-1的MAE处理对小麦幼苗根茎的生长和生物量

的积累促进效果显著。MAS的作用效果也比高浓度提取物的效果更为显著。说明小

球藻源生物刺激剂能够促进小麦种子的萌发和幼苗生长。

（2）盐胁迫条件下，小麦种子的萌发受到显著的抑制，而外源添加MAE对这

种抑制具有缓解作用，并且其缓解作用与MAE的浓度密切相关。当MAE施用浓度

范围在25mg·L-1—50mg·L-1时，能显著促进小麦种子的萌发。可提高小麦早期幼苗

的生物量、光合性能、渗透物质的含量和抗氧化酶活性，从而降低了盐胁迫对小麦种

子萌发的损害。

（3）在盐胁迫下，外源MAS和MAE处理减轻了盐胁迫对小麦幼苗生长抑制，

增强了抗氧化能力，促进渗透物质的合成。特别是50mg·L-1MAE和MAS处理，可

以最大程度保护小麦幼苗免受盐胁迫的损伤，对提高小麦幼苗的叶绿素含量和生长

指标具有显著促进作用。

（4）外源施用MAE和MAS对盐胁迫条件下的小麦幼苗的基因表达具有显著

的影响。NaCl与MAS文库之间含有3602个基因被显著调控，其中1038个基因被

上调，2564个基因被下调；NaCl与MAE文库之间含有704个基因被显著调控，其

中193个基因被上调，511个基因被下调。小球藻源生物刺激剂对小麦幼苗叶片基因

表达的作用是以抑制为主。对这些差异表达基因进行KEGG分析，结果表明，MAE

的应用增强了苯丙类和亚油酸代谢反应的强度和类黄