摘要
人参（PanaxginsengC.A.Meyer）为多年生草本植物，土壤是影响人参生长及品质形成的物质基础，其中土壤水分直接影响土壤结构及养分形态，通过调控土壤水分可影响人参植株的生长、皂苷合成和土壤理化性状等。本论文选用3年生人参苗为试验材料，进行田间试验，研究水分胁迫对人参生长、品质、生理特性及土壤特性的影响，采用转录组测序技术研究人参响应水分胁迫的分子机制，旨在为人参高质量种植提供土壤水分科学调控理论依据。主要研究结果如下： 1.长期和短期水分胁迫对人参生长的影响研究，发现长期干旱胁迫处理显著抑制了人参植株、果实、种子和根的生长，并加速了人参植株的枯萎，干旱胁迫程度越大，产生的抑制作用越大，渍水胁迫处理使人参根型短而粗，部分根发生红皮现象。绿果期和红果期干旱胁迫处理均显著抑制了人参植株、果实、种子和根的生长，干旱胁迫处理越早产生的抑制作用越大，绿果期、红果期和果后参根生长期干旱胁迫处理均加速了人参植株的枯萎，干旱胁迫处理越晚产生的负面作用越大。 2.长期和短期水分胁迫对人参品质的影响研究，发现长期重度干旱胁迫有利于单体皂苷Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rf、Rg1、PPD（protopanaxadiol）型皂苷、PPT（protopanaxatriol）型皂苷和总皂苷的积累；绿果期、红果期和果后参根生长期干旱胁迫处理有利于单体皂苷Re和Rg2的积累，其中果后参根生长期干旱胁迫处理有利于提高单体皂苷Re和Rg2的产量；渍水胁迫处理既利于单体皂苷R1的积累，又利于提高单体皂苷R1的产量。 3.长期和短期水分胁迫对人参生理指标的影响研究，发现长期干旱胁迫、短期干旱胁迫和渍水胁迫均能提高人参根中MDA、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量和SOD、POD和CAT活性，其中MDA、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量随着处理时间的延长持续升高，SOD、POD和CAT活性随着处理时间的延长呈先下降后上升的趋势；干旱胁迫处理使人参根中ABA含量增加，而渍水胁迫处理使JA含量显著的增加。 4.水分胁迫下人参的转录组分析研究，发现大量差异表达基因被富集到植物激素信号转导等通路上，其中ABA信号转导通路上有12个差异基因响应严重干旱胁迫，6个差异基因响应渍水胁迫，其中5个差异基因既响应干旱胁迫又响应渍水胁迫，这些基因可作为抗逆基因用于后续研究；皂苷合成通路上共鉴定出28个皂苷合成关键酶基因，其中7个差异基因响应干旱胁迫，3个差异基因响应渍水胁迫，其中1个差异基因既响应干旱胁迫又响应渍水胁迫，这些基因可能对水分胁迫下人参皂苷积累具有重要的调控作用，可作为响应水分胁迫的候选基因用于后续研究。 5.水分胁迫对土壤特性的影响研究，发现干旱胁迫显著抑制了根际土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性，并使根际土壤中铵态氮显著富集；渍水胁迫使得土壤容重增加，抑制了根际土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性，使人参根际土壤中铁锰元素显著富集。
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