摘要
葡萄(Vitis spp.)作为世界重要果树之一，具有极高的经济价值，而干旱胁迫严重限制了葡萄产业的发展，因此提高葡萄抗旱性对保障葡萄生产具有重要意义。茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)、褪黑素(Melatonin,MT)和赤霉素(Gibberellin,GA)作为重要的生长调节剂，能有效增强植物抗旱性，然而MeJA、MT和GA调节葡萄干旱胁迫的生理和分子机制仍不清楚。因此，本研究通过主成分分析的方法筛选出了适宜进行激素喷施试验的品种和干旱程度，并以前期试验筛选出的品种‘晶红宝’为试材，用盆栽称重法模拟中度干旱，通过分析外源激素对干旱胁迫下葡萄幼苗光合色素含量、细胞膜透性等生理生化指标、气孔形态和转录组学的影响，揭示外源茉莉酸甲酯、褪黑素和赤霉素对干旱胁迫下葡萄幼苗的生理和分子调控机制，为进一步全面解析外源激素缓解葡萄干旱胁迫的机制提供基础。主要研究结果如下: (1)抗旱性鉴定结果表明:11个供试葡萄品种抗旱性排序由强到弱为 ‘丽红宝’＞‘秋红宝’＞‘茉莉香’＞‘巨茉莉’＞‘无核白’＞‘晶红宝’＞‘火焰无核’＞‘晚黑宝’＞‘无核翠宝’＞‘克瑞森无核’＞‘早霞玫瑰’。在11个参试品种中，‘秋红宝’和‘丽红宝’抗旱性显著强于其他品种，适宜在干旱及半干旱地区推广种植。 (2)以‘晶红宝’为试材，进行不同程度的干旱处理，筛选适宜的干旱程度。结果表明:轻度干旱、中度干旱和重度干旱均会导致‘晶红宝’幼苗叶片光合色素含量降低，光合作用被抑制;并引起叶片丙二醛含量、渗透调节物质含量上升;叶片过氧化氢、超氧阴离子和抗氧化剂含量增加;叶片栅栏组织变厚、气孔开度变小。通过对四个处理下幼苗光合色素含量、膜透性和抗氧化剂等指标进行主成分分析，发现干旱程度越高对植物伤害越大。 (3)对中度干旱下的‘晶红宝’幼苗进行激素喷施试验，结果表明:对‘晶红宝’幼苗喷施MeJA、MT和GA能有效缓解干旱胁迫引起的损伤。对中度干旱胁迫下的‘晶红宝’幼苗喷施适宜浓度的外源激素后，其根系活力增加，其叶片光合色素含量增加，膜电解质泄露减少，丙二醛含量降低，从而引发渗透调节物质含量和抗氧化剂含量变化。除生理指标外，外源激素还可能参与气孔开张比、气孔开度、单位面积气孔数的调节，以此减少植株体内水分流失来适应干旱。说明喷施适宜浓度的外源激素可能通过影响光合色素、渗透物质和抗氧化剂含量等生理指标和气孔形态来协调植株体内水分动态平衡、渗透平衡和氧化还原平衡以抵抗干旱。 （4）根据前期试验结果，选取正常对照（CK）、干旱胁迫（DR）、喷施200μmol/L茉莉酸甲酯(J)、100 μmol/L褪黑素（M）和300 μmol/L赤霉素（G）下的葡萄叶片进行高通量测序，得到共有差异基因 116条，主要集中在次生代谢物生物合成、转运和分解、细胞过程、生物调节、植物激素信号转导、MAPK信号通路、淀粉和蔗糖代谢等途径。该试验中得出响应缺水的基因有72条，其中VIT_18s0072g00380的表达量上调显著;响应抗氧化调节的基因共19条，其中VIT_18s0001g00820较其余基因响应显著;响应渗透势平衡的基因有7条，其中VIT_00s0415g00040响应显著;响应气孔运动的基因共11条，VIT_08s0058g00130表达量显著高于其他10条基因。说明外源激素通过改变抗氧化系统、渗透调节系统和气孔运动等相关基因的表达调控抗氧化剂含量、渗透调节物质含量及气孔的形态、分布来增强葡萄幼苗抗旱性。
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