外源noaba对弱光胁迫下紫花苜蓿光敏色素表达量与内源激素含量的影响
采用遮荫试验，探讨叶面喷施NO和ABA对弱光胁迫下紫花苜蓿形态特征、生长特性、内源激素含量和光敏色素A与B基因的相对表达量的影响及其作用机理。研究结果表明随遮荫程度增加，紫花苜蓿株高、节间长、茎叶夹角、叶面积、叶重比和比叶面积明显上升，茎粗、根重比和单株生物量明显下降。叶面喷施0.1mmol/L NO和5mg/L ABA明显降低植株的倒伏率、节间长和根重比，明显增加了植株的叶面积，叶重比、茎粗和茎叶夹角，从而缓解了生物量的下降和比叶面积的增加。随遮荫程度增加，紫花苜蓿叶片GA3含量明显上升，IAA明显先上升后下降，ABA呈明显先下降后上升趋势。叶面喷施0.1mmol/L NO和5mg/L ABA明显减缓了GA3和IAA的上升及ABA的下降。随光强减弱，phyＡ基因的相对表达量呈上升趋势，但未达显著水平；phyＢ基因的相对表达量则呈明显上升趋势，表明phyＢ在调控紫花苜蓿避荫反应中发挥关键作用。叶面喷施5mg/L ABA和同时喷施0.1mmol/L NO和5mg/L ABA明显提高了phyＡ基因的相对表达量。总体来看，叶面喷施NO和ABA可在一定程度上缓解弱光胁迫下紫花苜蓿的避荫反应。NO和ABA处理下不同参数的变幅不同，说明二者对紫花苜蓿避荫反应的缓解机制可能存在差异。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
前言 1
1 材料与方法 3
1．1 试验材料 3
1．2 试验设计 3
1．3 试验方法 3
1．4 数据分析 4
2 结果与分析 4
2．1遮阴和外源NOABA处理下紫花苜蓿形态特征和生长特性的变化 4
2．2遮阴和外源NOABA处理下紫花苜蓿内源激素含量的变化 15
2．3遮阴和外源NOABA处理下紫花苜蓿光敏色素A和B基因相对表达量的变化 17
3 讨论 18
3．1外源NO和ABA对弱光胁迫下紫花苜蓿形态特征和生长特性的影响 18
3．2外源NO和ABA对弱光胁迫下紫花苜蓿内源激素含量的影响 18
3．3外源NO和ABA对弱光胁迫下紫花苜蓿光敏色素基因 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
相对表达量的影响 19
4 结论 19
致谢 19
参考文献 19
外源NOABA对弱光胁迫下紫花苜蓿光敏色素表达量与内源激素含量的影响
引言
紫花苜蓿属多年生优质豆科牧草，因具有产量高、营养丰富、利用年限长、再生性强等特点，具有“牧草之王”的美称。研究表明，紫花苜蓿具有一定的耐阴性，并且可以固氮肥田和保持水土，同时还具有抗逆性强和适应范围广的特点，是目前粮草间作套种的主要优质牧草种之一。然而，紫花苜蓿间作套种生产实践中，由于高杆作物的遮荫，紫花苜蓿的光形态建成以及光合作用效率受到荫蔽环境的影响，出现茎杆细长纤弱易倒伏，相对生长速率降低，生长发育延迟等症状，最终导致紫花苜蓿的生物量下降[1]。
当植物受到上层植物的遮荫时，由于上层植物对光的反射和吸收，下层植被冠层光强减弱，红光（R）/远红光(FR)的比值下降，下层植物光受体识别这些光信号的变化，调控其生理活性和相关基因的表达 ，植株生长表现为茎秆细高、节间伸长、生长发育延迟等特征,这一现象称为避荫反应[2]（Shade avoidance response）。
据报道，参与调节植物避荫反应的受光体主要包括光敏色素、隐花色素、向光素和UVR8。其中，光敏色素是调控植物避荫反应的最主要的光受体，主要通过响应红光和远红光的变化，来介导植物的避荫性反应 [3]。研究表明，光敏色素家族中光敏色素A（PHYA）和光敏色素B（PHYB）对植物的避荫反应具有关键的调控作用。光敏色素A和B相关基因的表达调控内源激素生长素（IAA）、赤霉素（GA）、脱落酸（ABA）等的合成，IAA主要调控避荫反应中植物茎的生长、叶片偏下性和顶端优势，ＧＡ则是引起植物避荫反应茎伸长的关键因素 [45]。
通常，提高植物的耐阴性主要有两种途径：一是通过施加外源物质进行调节，二是培育耐弱光品种。为了培育耐弱光品种，必须深入了解弱光条件下植物生长发育和生理特性的变化及其分子调控机制，找出与弱光相关的性状和指标，然后有针对性地进行选择和培育。目前，关于植物避荫反应的调控机理研究已取得一定的成果，但仍存在诸多问题。如光敏色素家族基因中PHYＡ、PHYＤ 和PHYＥ在避荫反应的中功能及相关机理仍未清楚；内源激素可以影响避荫反应，调控株型，但其调控机制仍不清楚，特别是参与避荫反应的基因是如何调控植物体内的激素水平以及发生避荫反应的植物体内的激素含量是如何变化的，以及调控植物的生长的机理仍不明确。现有的条件尚无法培育紫花苜蓿耐弱光品种。大量研究表明，外源植物生长调节剂对植物光合作用、光合产物的运输与分配、内源激素代谢、保护酶活性诱导等生理过程具有积极的调控作用。黄鑫豫的结果表明,外源植物生长调节剂NAA和IAA均能促进水培垂盆草的生长,相比之下,IAA的作用效果优于NAA,浓度为100 mg/L的IAA处理效果最佳[6]。李双等的研究结果表明，使用外源生长调节剂后，金樱子扦插生根效果明显变好[7]。因此，通过合理选择外源物质对栽培作物进行浸种、叶面喷施、根际施肥等，可调节植株生理代谢，减轻胁迫伤害，这将不失为一条简易、有效的调控途径。
据此，本试验采用遮阴试验，结合植物生理与分子技术，研究叶面喷施NO和ABA及其生物合成抑制剂CPDIO和钨酸钠对弱光胁迫下紫花苜蓿内源激素含量和光敏色素相关基因的相对表达量的影响及其作用机理，探讨施用外源NO和ABA缓解弱光对紫花苜蓿的胁迫的可行性及其调控机理。
1 材料与方法
1．1 实验材料
供试紫花苜蓿品种为“吉利”，秋眠级为6级，是近年来国外育成生长性能较好的品种。
1．2 实验地区概况与试验设计
试验地设在大学白马实验基地网室大棚内。大学白马实验基地处于江苏省中南部地区，属亚热带季风性湿润气候向温带季风气候的过渡地带。温度由西南向东北逐渐降低，年平均气温13~16oC。1月为最冷月，平均气温1~3.3oC等温线与纬度平行，由南向北递减；7月为最热月，沿海部分地区最热月在8月，平均气温26~28.8oC，等温线与海岸线平行，温度由沿海向内陆增加，年平均降水量为1037毫米。
2017年9月上旬，将紫花苜蓿播种于塑料花盆（规格为高25cm，直径10cm）中，基质为蛭石：珍珠岩=2：1，基肥为30克有机肥（地得盖精致有机肥，N+P+K>4%,有机质>30%），全光照下育苗。苗高34cm时间苗，每盆保留5株长势良好、分布均匀的幼苗。10月下旬进行遮荫处理并进行第一次NO和ABA叶面喷施，每隔一天喷一次，共三次。设6种NO和ABA喷施处理：，0.1mmol/L NO，5mg/L ABA，2.5 mmol/L钨酸钠，0.1mmol/L CPDIO，0.1mmol/L NO+5mg/l ABA，0.2.5mmol/L钨酸 +0.1 mmol/L CPDIO，页面喷施蒸馏水为对照（CK）。 遮阳棚规格为3 m×4.5 m×６m,棚四周遮阳网距地面50cm，棚内通风良好。利用绿色遮阳网叠加设置遮荫梯度。设一层（光强为全光照的42.00 ± 0.02%）和两层（光强为全光照的25.73 ± 0.01%）遮阳网两个梯度，分别记为L1和L2，以全光照为对照，记为L0。每种处理设4个重复，共60盆，花盆按随机区组设计置于遮阳棚中央，定期交换花盆位置，以消除边缘影响。常规水肥管理。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
前言 1
1 材料与方法 3
1．1 试验材料 3
1．2 试验设计 3
1．3 试验方法 3
1．4 数据分析 4
2 结果与分析 4
2．1遮阴和外源NOABA处理下紫花苜蓿形态特征和生长特性的变化 4
2．2遮阴和外源NOABA处理下紫花苜蓿内源激素含量的变化 15
2．3遮阴和外源NOABA处理下紫花苜蓿光敏色素A和B基因相对表达量的变化 17
3 讨论 18
3．1外源NO和ABA对弱光胁迫下紫花苜蓿形态特征和生长特性的影响 18
3．2外源NO和ABA对弱光胁迫下紫花苜蓿内源激素含量的影响 18
3．3外源NO和ABA对弱光胁迫下紫花苜蓿光敏色素基因 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
相对表达量的影响 19
4 结论 19
致谢 19
参考文献 19
外源NOABA对弱光胁迫下紫花苜蓿光敏色素表达量与内源激素含量的影响
引言
紫花苜蓿属多年生优质豆科牧草，因具有产量高、营养丰富、利用年限长、再生性强等特点，具有“牧草之王”的美称。研究表明，紫花苜蓿具有一定的耐阴性，并且可以固氮肥田和保持水土，同时还具有抗逆性强和适应范围广的特点，是目前粮草间作套种的主要优质牧草种之一。然而，紫花苜蓿间作套种生产实践中，由于高杆作物的遮荫，紫花苜蓿的光形态建成以及光合作用效率受到荫蔽环境的影响，出现茎杆细长纤弱易倒伏，相对生长速率降低，生长发育延迟等症状，最终导致紫花苜蓿的生物量下降[1]。
当植物受到上层植物的遮荫时，由于上层植物对光的反射和吸收，下层植被冠层光强减弱，红光（R）/远红光(FR)的比值下降，下层植物光受体识别这些光信号的变化，调控其生理活性和相关基因的表达 ，植株生长表现为茎秆细高、节间伸长、生长发育延迟等特征,这一现象称为避荫反应[2]（Shade avoidance response）。
据报道，参与调节植物避荫反应的受光体主要包括光敏色素、隐花色素、向光素和UVR8。其中，光敏色素是调控植物避荫反应的最主要的光受体，主要通过响应红光和远红光的变化，来介导植物的避荫性反应 [3]。研究表明，光敏色素家族中光敏色素A（PHYA）和光敏色素B（PHYB）对植物的避荫反应具有关键的调控作用。光敏色素A和B相关基因的表达调控内源激素生长素（IAA）、赤霉素（GA）、脱落酸（ABA）等的合成，IAA主要调控避荫反应中植物茎的生长、叶片偏下性和顶端优势，ＧＡ则是引起植物避荫反应茎伸长的关键因素 [45]。
通常，提高植物的耐阴性主要有两种途径：一是通过施加外源物质进行调节，二是培育耐弱光品种。为了培育耐弱光品种，必须深入了解弱光条件下植物生长发育和生理特性的变化及其分子调控机制，找出与弱光相关的性状和指标，然后有针对性地进行选择和培育。目前，关于植物避荫反应的调控机理研究已取得一定的成果，但仍存在诸多问题。如光敏色素家族基因中PHYＡ、PHYＤ 和PHYＥ在避荫反应的中功能及相关机理仍未清楚；内源激素可以影响避荫反应，调控株型，但其调控机制仍不清楚，特别是参与避荫反应的基因是如何调控植物体内的激素水平以及发生避荫反应的植物体内的激素含量是如何变化的，以及调控植物的生长的机理仍不明确。现有的条件尚无法培育紫花苜蓿耐弱光品种。大量研究表明，外源植物生长调节剂对植物光合作用、光合产物的运输与分配、内源激素代谢、保护酶活性诱导等生理过程具有积极的调控作用。黄鑫豫的结果表明,外源植物生长调节剂NAA和IAA均能促进水培垂盆草的生长,相比之下,IAA的作用效果优于NAA,浓度为100 mg/L的IAA处理效果最佳[6]。李双等的研究结果表明，使用外源生长调节剂后，金樱子扦插生根效果明显变好[7]。因此，通过合理选择外源物质对栽培作物进行浸种、叶面喷施、根际施肥等，可调节植株生理代谢，减轻胁迫伤害，这将不失为一条简易、有效的调控途径。
据此，本试验采用遮阴试验，结合植物生理与分子技术，研究叶面喷施NO和ABA及其生物合成抑制剂CPDIO和钨酸钠对弱光胁迫下紫花苜蓿内源激素含量和光敏色素相关基因的相对表达量的影响及其作用机理，探讨施用外源NO和ABA缓解弱光对紫花苜蓿的胁迫的可行性及其调控机理。
1 材料与方法
1．1 实验材料
供试紫花苜蓿品种为“吉利”，秋眠级为6级，是近年来国外育成生长性能较好的品种。
1．2 实验地区概况与试验设计
试验地设在大学白马实验基地网室大棚内。大学白马实验基地处于江苏省中南部地区，属亚热带季风性湿润气候向温带季风气候的过渡地带。温度由西南向东北逐渐降低，年平均气温13~16oC。1月为最冷月，平均气温1~3.3oC等温线与纬度平行，由南向北递减；7月为最热月，沿海部分地区最热月在8月，平均气温26~28.8oC，等温线与海岸线平行，温度由沿海向内陆增加，年平均降水量为1037毫米。
2017年9月上旬，将紫花苜蓿播种于塑料花盆（规格为高25cm，直径10cm）中，基质为蛭石：珍珠岩=2：1，基肥为30克有机肥（地得盖精致有机肥，N+P+K>4%,有机质>30%），全光照下育苗。苗高34cm时间苗，每盆保留5株长势良好、分布均匀的幼苗。10月下旬进行遮荫处理并进行第一次NO和ABA叶面喷施，每隔一天喷一次，共三次。设6种NO和ABA喷施处理：，0.1mmol/L NO，5mg/L ABA，2.5 mmol/L钨酸钠，0.1mmol/L CPDIO，0.1mmol/L NO+5mg/l ABA，0.2.5mmol/L钨酸 +0.1 mmol/L CPDIO，页面喷施蒸馏水为对照（CK）。 遮阳棚规格为3 m×4.5 m×６m,棚四周遮阳网距地面50cm，棚内通风良好。利用绿色遮阳网叠加设置遮荫梯度。设一层（光强为全光照的42.00 ± 0.02%）和两层（光强为全光照的25.73 ± 0.01%）遮阳网两个梯度，分别记为L1和L2，以全光照为对照，记为L0。每种处理设4个重复，共60盆，花盆按随机区组设计置于遮阳棚中央，定期交换花盆位置，以消除边缘影响。常规水肥管理。
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