低溫脅迫與鍛煉對草莓生理特性的影響和草莓幾丁質(zhì)酶基因的克隆.pdf

1、草莓是目前果樹保護生產(chǎn)中種植面積最大的一個樹種，由于南方冬季溫度較高，草莓的越冬保護措施不嚴格，再加上溫室的低溫逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，草莓在栽培過程中往往會受到偶發(fā)性的短時低溫傷害，從而給草莓生產(chǎn)帶來巨大損失。但是關(guān)于低溫對草莓的影響和低溫鍛煉提高草莓抗寒性的研究至今還未見報道。 本試驗以草莓栽培品種‘章姬”(Fragaria ananassa cv．Toyonaka)和‘豐香’(Fragaria ananassa cv．Akihime)為

2、試材，研究0"C低溫脅迫對草莓離體葉片抗氧化代謝的影響以及0℃、4℃和10℃三種不同溫度低溫鍛煉和脫鍛煉下體內(nèi)所發(fā)生的各種生理生化變化，以探索草莓抗寒性形成的生理生化機制。 低溫鍛煉將誘導(dǎo)幾丁質(zhì)酶等病程相關(guān)蛋白，而且?guī)锥≠|(zhì)酶是一種雙功能酶，在抗寒過程中也發(fā)揮著重要的作用。因此，本試驗擬從草莓葉片中克隆出幾丁質(zhì)酶基因，為進一步從分子水平上研究幾丁質(zhì)酶在低溫鍛煉期間提高草莓抗寒性的作用奠定基礎(chǔ)。研究的主要結(jié)果如下： (1)低

3、溫脅迫使O<,2><'->，H<,2>O<,2>，細胞脂膜相對透性(PMP)，MDA含量明顯增加，葉綠素(Chl)和類胡蘿卜素(Car)含量減少，說明O<,2><'->，H<,2>O<,2>含量的增加以及Chl，Car含量的降低與生物膜的損傷相關(guān)。 (2)低溫脅迫啟動了草莓體內(nèi)抗氧化防御體系，草莓葉片內(nèi)游離脯氨酸，可溶性糖，可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)迅速增加，除‘章姬’葉片內(nèi)的脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)和谷胱甘肽還原酶(GR)

4、活性以及抗壞血酸(AsA)含量，AsA/DHA比率較對照有輕微下降外，各種抗氧化酶活性和抗氧化劑含量增加，從而共同協(xié)調(diào)減輕低溫脅迫對草莓造成的氧化損傷。 (3)各種抗氧化酶活性在脅迫初期迅速提高是植物對外界環(huán)境的一種應(yīng)激和自我保護反應(yīng)。 (4)在抗壞血酸一谷胱甘肽循環(huán)(AsA-GSH cycle)中，抗壞血酸過氧化物酶(APX)對環(huán)境變化非常敏感，具有較強的氧化AsA的能力，單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)是再生AsA

5、的主要酶。 (5)在低溫脅迫下，栽培品種‘豐香’較‘章姬’具有更強的抗低溫脅迫能力。 (6)低溫鍛煉對膜造成了一定程度的傷害，但這種損傷具有可逆性，在脫鍛煉后，其損傷程度有所降低。 (7)低溫鍛煉使草莓體內(nèi)可溶性糖，可溶性蛋白質(zhì)和游離脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化劑AsA含量增加，SOD，CAT，POD，APX，脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)，MDHAR和谷胱甘肽還原酶(GR)等抗氧化酶活性增加，從而增強膜結(jié)構(gòu)

6、的穩(wěn)定性，提高植物的抗寒性。脫鍛煉后幼苗還具有較強的清除活性氧的能力。 (8)低溫鍛煉期間，AsA/DHA比率增加，從而增強了草莓葉片內(nèi)AsA-GSH循環(huán)清除H<,2>O<,2>能力。 (9)通過．PCR技術(shù)，從草莓‘豐香’和‘章姬’葉片中分別克隆了1個幾丁質(zhì)Ⅱ類基因，測序結(jié)果表明，克隆片段長度為1575bp。結(jié)構(gòu)分析表明，兩個基因的實際長度為988bp，含2個外顯子和1個內(nèi)含子。序列同源性分析表明，兩者的核苷酸同源性為