UV-B辐射对紫花苜蓿生理生化及其类黄酮合成的影响

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中文摘要：紫花苜蓿（MedicagostativaL.）是抗逆性最强的豆科牧草之一。紫外线（UV-B，280~320nm）辐射又是植物生长发育过程中不可忽视的非生物胁迫因子，尤其是高海拔地区，植物对强地表紫外线辐射的响应过程更是应该被关注的热点问题之一。本研究以“青大1号”、“青大2号”、“青大3号”、“北林201”、“北林202”、“北林203”这6个紫花苜蓿品系为实验材料，用紫外灯（UV-B）进行辐射处理，从形态特征、生理生化以及紫外吸收物质类黄酮合成及查尔酮合成酶(Chalconesynthase，CHS)基因的表达等多方面入手，以便了解紫花苜蓿对UV-B的适应策略。主要研究结果如下： 1.经UV-B辐射处理与对照组相比，紫花苜蓿植株的高度显著降低（P＜0.05），高度变化最明显的是青大1号，高度变化最小的是青大3号。经UV-B处理的紫花苜蓿叶面积顺序为：青大1号＞北林202号＞北林203号＞青大2号＞青大3号＞北林201号。通过电镜观察，UV-B辐射处理下紫花苜蓿叶片的气孔基本是闭合，小而凹陷，表细胞排列不平整，皱褶，气孔开度有变化。 2.UV-B辐射显著降低（P＜0.05）6个品系紫花苜蓿叶片Chla、Chlb、Chl的含量。经紫外辐射后的Chla、Chlb、Chl含量最高的是青大1号。6个紫花苜蓿品系在UV-B辐射条件下与对照组相比，CAT酶活性差异极显著（P＜0.01）。其中经紫外线辐射酶活性最高的为青大1号为57.56U/gFW/min，其次是青大2号为40.79U/gFW/min，最低的是北林201号为28.94U/gFW/min。6个紫花苜蓿品系在UV-B辐射条件下与对照组相比，APX活性差异性极显著（P＜0.01）。6个紫花苜蓿酶活性普遍高于对照的酶活性，UV-B影响APX酶活性，其中经紫外线辐射酶活性最高的为北林202号为0.47U/g，最低的是青大2号为0.27U/g。6个紫花苜蓿品系在UV-B辐射条件下与对照组相比，ABA差异极显著（P＜0.01）。其中青大3号差异不显著（P＞0.05）。6个紫花苜蓿品系在UV-B辐射条件下与对照组相比，IAA差异极显著（P＜0.01）。其中，青大1号、青大2号、青大3号、北林203号差异不显著（P＞0.05）。6个紫花苜蓿ABA普遍低于对照的IAA，其中经紫外线辐射IAA最低的是青大1号为19nmol/L。 3.6个紫花苜蓿品系在UV-B辐射处理，各品系橙皮苷含量差异性不同，与对照组相比，青大1号、青大2号橙皮苷含量差异非常显著（P＜0.01），其中差异显著的品系有青大3号、北林202、北林203，北林201差异不显著（P＞0.05）。与对照组相比，柚皮素含量上升，差异非常显著（P＜0.01）。与对照组相比，对香豆酸含量上升，差异非常显著（P＜0.01）的品系有青大1号、北林202，差异显著的品系有青大2号、青大3号、北林201、北林203。与对照组相比，槲皮素含量下降，差异非常显著（P＜0.01）的品系有青大1号、青大3号、北林202和北林203，青大2号、北林201差异显著（P＜0.05）。6个紫花苜蓿品系在UV-B辐射条件下与对照组相比，芦丁的含量上升，6个品系差异非常显著（P＜0.01）。 4.通过RealtimePCR研究紫花苜蓿6个品系在叶中的CHS表达水平。CHS基因在紫花苜蓿6个品系均有表达，与对照组相比，紫花苜蓿6个品系在UV-B处理后，其叶片中CHS的表达量显著升高。6个品系紫花苜蓿CHS表达量由高到低为：青大3号＞北林201＞青大1号＞北林203＞青大2号＞青大202。此实验表明，UV-B辐射下紫花苜蓿CHS表达上升。综上所述，说明UV-B辐射增强成为不可忽视的环境胁迫因子，对紫花苜蓿的株高、叶面积、叶片叶绿素、次级代谢产物、基因表达等方面产生巨大的影响。

作者：

马亚珺

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关键词：

紫花苜蓿 UV-B辐射形态特征生理生化类黄酮基因表达

授予学位：

硕士

学科专业：

资源生物学

导师：

杨国柱

学位年度：

2021

学位授予单位：

青海大学

语种：

中文

中图分类号：