温度和水分对烟草多酚代谢的影响及种子引发对提高烟草种子和幼苗抗逆性的效应

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1、分类号密级UDC编号硕士研究生学位论文温度和水分对烟草多酚代谢的影响及种子引发对提高烟草种子和幼苗抗逆性的效应EffectsofTemperatureandWaterStatusonPolyphenolsMetabolisminTobaccoPlantsandEffectsofSeedPrimingonStressResistanceinTobaccoSeedsandSeedlings学院生命科学学院专业名称生物化学与分子生物学研究生姓名杨慧芹学号12071010004导师姓名龚明职称教授2015年5月18日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个

2、人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：2015年6月8日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权云南师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段

3、保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：2015年6月8日2015年6月8日1摘要摘要烟草(NicotianatobacumL.)是我国重要的经济作物，它起源于雨量充沛的热带，对生态环境非常敏感。我国的烟草种植区遍及全国各地，不同的环境条件使不同产区的烟叶品质和产量发生很大不同。环境条件不仅影响烟叶的形态特征和农艺性状，而且还直接影响其化学成分和内在质量。因此，探究烟叶关键物质代谢在烟草生长发育和烟叶品质形成中的作用以及找到有效缓解环境效应对烟叶生产带来的负面影响的措施具有很重大的现实意义。本文以烟草材料，研究了：①生长温度对不同生育

4、期烟草多酚物质代谢的影响；②烟草多酚代谢对干旱和低温胁迫的响应及其比较；③水杨酸(SA)、氯化钙(CaCl2)和甜菜碱(GB)引发对提高烟草种子及幼苗抗逆性的效应。实验结果如下：1.生长温度对不同生育期烟草多酚物质代谢的影响以大田条件下正常生长的烟草主栽品种云烟87为试验材料，通过精密控温的人工气候室分别模拟云南江川、贵州遵义和河南襄县在烤烟栽培季节的气温条件，对烤烟生长的三个时期(移栽-团棵期、团棵-现蕾期、成熟期)进行温度处理，在处理的不同阶段检测烟叶中的多酚物质含量及其代谢相关酶活性和基因表达变化情况。结果表明：在不同时期，不同温度下烟草中总

5、酚含量、关键酶活及基因表达之间差异明显；在成熟期以前，烟叶中总酚和木质素含量持续下降，但移栽-团棵期时较低温度（均温16℃）下的总酚含量维持在一个相对较高的水平，而到了团棵-现蕾期，较高温度（均温25℃）更有利于总酚含量的维持；进入成熟期后，烟叶中的总酚含量开始逐渐升高，且较高温度下的总酚积累量最多。对多酚代谢关键酶的检测结果表明，PAL、C4H、4CL、CAD活性与多酚物质含量的变化基本一致，但这些酶基因的表达变化差异较大，与对应酶活性的变化趋势并不完全一致。另外，既参与木质素合成途径又参与多酚氧化分解的PPO、POD活性在烟草的不同生育期内都呈

6、升高趋势，但不同温度处理间差异较大。从总体上来看，河南襄县地区前期稍低后期较高的气温条件更有利于多酚物质的积累，而云南江川地区前期高后期低的气温条件则不利于多酚物质的积累，贵州遵义地区居中。2.烟草多酚代谢对干旱和低温胁迫的响应及其比较以对干旱和低温敏感的烟草品种云烟203幼苗为试验材料，分别采用干旱和低温胁迫处理烟草幼苗，在胁迫的不同阶段检测烟叶中的多酚物质含量及其代谢相关酶活性和基因表达变化情况。结果表明：干旱和低温胁迫下烟草中总酚和木质素含量、关键酶活及基因表达之间差异明显；在干旱胁迫早期，总酚和木质素I摘要的积累量明显升高，在24h时达最大

7、值，之后随胁迫时间的延长逐渐降低；而在低温胁迫下，总酚含量持续降低，木质素含量有所增加。对多酚代谢关键酶的检测结果显示：干旱和低温胁迫下的C4H、4CL、CAD活性和基因表达量与总酚和木质素含量的变化趋势一致，而PAL活性虽然是在干旱胁迫下比低温胁迫下高，但PAL基因仅在低温胁迫下有明显表达。此外，参与多酚氧化分解的PPO、POD活性在干旱和低温胁迫下也明显升高，尤其在干旱胁迫下的响应更为敏感。3.水杨酸、氯化钙和甜菜碱引发对提高烟草种子及幼苗抗逆性的效应以对干旱和低温敏感的烟草品种云烟203种子为试验材料，用不同浓度的水杨酸(SA)、氯化钙(Ca

8、Cl2)和甘氨酸甜菜碱(GB)进行引发处理，研究SA、CaCl2和GB引发对正常培养、干旱胁迫、低温胁迫以及干旱和低温交叉