印度梨形孢诱导油菜促生、抗逆和菜籽品质性状改善及其机理的初步研究

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中文摘要：印度梨形孢Piriformospora indica是从印度的塔尔沙漠中分离出来的一种植物根部内生真菌，它能够定殖于多种植物的根部与其形成互作。印度梨形孢不仅能够促进植物的生长，增加生物量和提高寄主植物的产量，而且还能够诱导植物提高对生物和非生物胁迫的抗性。油菜Brassica napus L.属十字花科(Cruciferae)芸薹属(Brassica)植物，是世界上重要的油料作物之一，在我国历年种植面积占全国油料作物总种植面积的40％以上，产量占全国油料作物的35％以上。但是，油菜生产一直受到各种生物与非生物的胁迫。本论文通过建立并优化印度梨形孢与油菜(高油605)的共生体系，着重研究了印度梨形孢对油菜促生、抗逆与菜籽品质性状改善的作用，并对其相关机理进行了初步研究。结果如下: 1建立并优化了印度梨形孢与油菜的共生体系。在培养皿上的共培养试验表明，PNM培养基比MS培养基更有利于印度梨形孢在油菜幼苗根部的定殖，在PNM培养基上共培养15天后就能检测到印度梨形孢在油菜幼苗根部的定殖。此外，在PNM培养基上接种2块印度梨形孢菌丝块的共培养方式明显优于接种1块菌丝块的共培养方式，共培养7天和10天后侧根数量分别比对照提高了120.04％和76.35％，共培养15天后地上部分的鲜重与干重分别比对照增加了33.19％和21.96％，地下部分的鲜重与干重分别比对照增加了71.62％和40.14％。 2印度梨形孢促进了油菜的生长，增加了生物量。通过2010年和2011年连续两年的室内盆栽试验表明，印度梨形孢能够明显促进油菜的生长。在移栽后的第4周，经印度梨形孢定殖的油菜生长均明显优于对照。在移栽后的第9周，2010年和2011年，经印度梨形孢定殖的油菜叶柄长度、最大叶片的长和宽、地上部分的鲜重和干重以及地下部分的鲜重和干重比对照油菜分别各增加了26.41％、20.92％、38.52％、94.36％、93.43％、138.32％、105.06％和20.01％、15.39％、19.47％、74.67％、76.57％、128.74％、132.91％。经印度梨形孢定殖的油菜，2010年抽薹和开花分别提前9天和8天;2011年抽薹提前3天，开花期在同一天。2010年和2011年，经印度梨形孢定殖的油菜分枝数比对照分别增加20.83％和16.39％;平均每颗植株角果数量、角果长度、角果直径和种子重量分别各比对照增加了68.71％、35.66％、23.40％、93.99％和36.74％、32.40％、22.92％、41.43％。 3印度梨形孢提高了油菜对干旱胁迫的忍耐性。20％聚乙二醇(PEG)6000模拟干旱胁迫试验表明，对照油菜在PEG处理后的第48小时叶片开始卷曲、皱缩、变形，有印度梨形孢定殖的油菜不表现受胁迫状态。干旱胁迫下有印度梨形孢定殖的油菜叶片中丙二醛(MDA)含量显著低于对照油菜，减轻了膜脂的过氧化程度。脯氨酸含量显著高于未接种印度梨形孢的油菜植株，在PEG处理后的第72小时，接种印度梨形孢的油菜叶片中脯氨酸含量是未接种印度梨形孢的油菜的1.3倍。有印度梨形孢定殖的油菜叶片中抗氧化酶活性明显高于对照油菜，在PEG处理后的第24小时超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD和过氧化氢酶CAT活性分别是对照油菜的1.17、1.38和1.27倍;RT-PCR分析表明，干旱胁迫下有印度梨形孢定殖的油菜叶片中编码合成脂质转运蛋白的基因575表达上调，PEG处理后的第9小时其表达量是对照的3.2倍。 4印度梨形孢促进了油菜对矿质元素的吸收，改善了油菜籽的品质。通过对油菜叶片和种子的元素含量分析表明，印度梨形孢促进了油菜对N、P、S、Mg和Zn等矿质元素的吸收，其在油菜种子和叶片中的积累量各分别比对照增加了23.34％、30.83％、37.25％、24.51％、41.36％和17.68％、6.23％、4.58％、31.04％、7.68％。油菜籽品质测定显示印度梨形孢提高了油菜籽的含油量(10.27％)，降低了菜籽中芥酸(10.95％)和硫苷(11.96％)的含量。进一步的研究发现，印度梨形孢定殖的油菜植株种子形成中后期种子中催化芥酸合成两个关键酶（β-酮脂酰-CoA合酶和反式烯脂酰-CoA还原酶）的编码基因(Bn-FAE1和BnECR)要明显低于对照油菜植株，在授粉后的第8周其表达量分别是对照的0.32和0.42倍。

作者：

陈佑源

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关键词：

印度梨形孢油菜植物促生抗氧化酶干旱胁迫菜籽品质

授予学位：

硕士

学科专业：

植物保护学

导师：

楼兵干

学位年度：

2012

学位授予单位：

浙江大学

语种：

中文

中图分类号：