高温胁迫下菊花脂肪酸去饱和酶基因的表达与抗氧化酶活性变化
高温胁迫下菊花脂肪酸去饱和酶基因的表达与抗氧化酶活性变化
【摘要】： 菊花(Chrysanthemummorifolium)为多年生草本宿根花卉,在我国的城市园林中被广泛应用。高温胁迫是影响植物生长发育的重要因子,通过测定菊花根系与叶片中的脂肪酸去饱和酶基因的表达趋势、相关性以及抗氧化酶指标的响应,了解菊花高温胁迫下的响应机理。本研究以菊花品种‘金龙腾云’为试验材料,选定28℃、31℃、34℃、37℃、40℃和43℃这6个处理温度,并在每个温度处理下设置0.5h、3h、12h和24h 4个时间梯度,对菊花不饱和脂肪酸合成途径中的三个关键性限速酶SAD、FAD2和FAD7的基因表达进行研究;并测定SOD、POD、CAT的抗氧化酶活性及MDA含量,分析所测的指标变化情况,探讨了高温胁迫下菊花脂肪酸去饱和酶相关基因的表达分析与抗氧化酶指标的变化,阐述其高温胁迫下的响应模式。主要研究结论如下:(1)CmSAD、CmFAD2、CmFAD7基因的表达量在叶片和根系中均随着温度的升高而呈先升后降的趋势,其中CmSAD、CmFAD7基因在根系中的表达量均高于叶片中,根系中的最高值分别是叶片中最高值的2倍和1.9倍,这与此前研究得到的菊花低温下的表达模式不一致。CmFAD2则相反,其在叶片中的表达量远高于根系,叶片中的最高值是根系中最高值的56.7倍。每个基因的表达量随时间的变化趋势则各有不同,CmSAD和CmFAD2的表达量随处理时间增加而降低,CmFAD7的表达量随时间的变化则不显著。相较而言,根系中CmSAD基因受温度的影响最显著,根系中的CmFAD7基因受温度的影响最小;叶片中的CmFAD2的相对表达量最高,为9.55。总体来说,轻度高温胁迫会导致菊花脂肪酸去饱和酶基因的表达量升高;中度及重度高温胁迫会导致表达量降低,从而提高脂肪酸的饱和度,提高相变温度。(2)对菊花同一处理时间下的三种脂肪酸去饱和酶基因的表达量之间进行相关性分析可得:CmFAD2的表达与CmFAD7显著相关;CmSAD与CmFAD7间具有相关性但不显著,随着胁迫时间的增加相关性逐渐减小;CmSAD与CmFAD2则无显著相关性。MDA与三个脂肪酸去饱和酶基因没有显著相关性。(3)试验证明,在不同的高温处理下,菊花的抗氧化酶活性响应呈不同趋势。试验中除SOD活性变化差异不明显外,POD活性、CAT活性、MDA含量的变化均与高温处理的温度和时间呈显著性相关。叶片中POD活性在叶片和根系中表现出不同的趋势,在叶片中随处理温度的升高而先升高后降低,在34℃达到最高值,与处理时间呈正相关;根系中的POD活性则随处理温度的升高先略有降低而后升高,且根系中的最高值明显高于叶片,是叶片中POD活性最高值的2.07倍。CAT活性均随处理温度的升高先略有降低而后升高。MDA含量的变化与时间和温度的变化均呈正相关。在受到高温胁迫时,菊花通过调节脂肪酸去饱和酶基因的表达,改变体内脂肪酸的含量与比例关系,并通过调节过氧化酶的活性来清除过剩的的活性氧,从而维持细胞膜的稳定性,帮助植物应对逆境。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
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