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烤烟不定根发育的主要影响因素及相关生理功能研究

作　者: 黄琰
导　师: 周冀衡；杨虹琦
学　校: 湖南农业大学
专　业: 生化与分子生物学
关键词: 烤烟不定根影响因素生理功能补偿效应
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

烤烟根系的生长发育情况与烟叶产质量和品质形成息息相关,其中不定根的发育是整个根系发育的重要部分。通常不定根多、根系活力高的烟株生长较旺盛,烟叶产质量和品质较好,烟碱等化合物的含量也相对较高。研究不定根形成的影响因素和调控技术,有利于栽培过程中增加不定根的数量和活力的提高;研究不同类型不定根形成过程及其对整个根系发育的影响,将为改善当前育苗、移栽和田间管理技术提供理论参考;研究不定根对主要营养元素的吸收能力及对烟碱合成能力,将有利于通过培育不定根增强烟草对不同营养元素的吸收能力,可对栽培过程中的促根措施及培土施肥技术研究提供理论依据和支持。本文在2006-2007年间通过盆栽和水培试验,以烤烟品种K326为材料,研究了不定根的发生规律和不定根形成的主要影响因素;同时研究了烤烟不同类型根系活力及根系谷氨酰胺合成酶活力的差异。还使用原子吸收光谱分析等现代分析技术,对烤烟不定根形成对各类养分吸收的影响进行了研究。通过研究得出以下主要结果:1、水分和光照是诱导不定根形成的重要条件,其中茎基部处于黑暗条件可诱导不定根形成;而水分条件是不定根形成和生长发育并保持较高活性的关键因素。2、烤烟对不定根的诱导时期较敏感,早期进行诱导处理可明显促进侧根、不定根的生长,提高根系活力;不定根诱导时期较晚虽可形成一定数量的不定根,但其活力相对较低。3、烟株茎的部位与不定根的形成有密切关系,通常根茎部形成不定根的能力较强,随着部位升高形成不定根的能力逐渐减弱。在烟株的13、14叶间进行不定根诱导虽也可形成一定数量的不定根但发生数量极少,若在该部位诱导溶液中加入IAA(10^-4mol/L)则完全没有不定根形成。4、去除脚叶和在茎基部施加适量IAA处理(10^-4mol/L)具有增加不定根数量和提高根系活力的作用。5、水培条件下（漂浮育苗）,一旦气生不定根诱导形成后,原根系逐渐衰亡并被新形成的不定根所取代。进行通气处理形成的不定根前期补偿效应虽较未进行通气处理弱,但随着生长时间的延长,通气处理可明显延缓原主、侧根的衰亡速率,脱氢酶及谷氨酰胺合成酶活力的衰退速度也相对较慢;同时通气可促进不定根生长和相关酶活力提高。最终导致烤烟全根系生长和根系吸收活性及氨同化能力的提高,并对地上部生长和改善根冠比具有较大的促进作用,有利于整个烟株的生长发育。6、茎部诱导形成的不定根具有较强的吸收功能,可明显增强烟株的生长并对N、K、Ca、Mg、Cu、Mn等营养元素的吸收积累起到积极作用。7、研究还发现不定根对植物营养吸收表现出明显的补偿或超补偿吸收效应,当原根系处于营养限制胁迫条件下,不定根表现出对各类养分吸收的快速增加。其中不定根的补偿与超补偿效应对N、Mg、Cu的吸收较为突出,而对Ca、Mn的吸收则较为迟缓。8、不定根对烟叶水溶性糖和烟碱的积累也表现出了明显的补偿效应,这表明不定根在补偿性吸收某些营养元素的同时,还具有促进烟碱合成和叶片糖类物质的积累作用。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
1 文献综述  11-21
  1.1 不定根的形成与发生  12-13
    1.1.1 不定根的形成过程和发生位置  12
    1.1.2 不定根形成与侧根的联系与区别  12-13
  1.2 生长素对不定根发育的调控作用  13-15
    1.2.1 生长素对不定根发育的影响  13
    1.2.2 生长素结合蛋白  13-14
    1.2.3 基因表达对不定根发生的调控作用  14-15
  1.3 环境因素对不定根发育的影响  15-17
    1.3.1 烤烟不定根发育的环境影响因素  15
    1.3.2 光照与温度对不定根形成的影响  15-16
    1.3.3 淹水环境对不定根发育的影响  16-17
    1.3.4 营养条件对不定根发育的影响  17
  1.4 不定根的主要生理作用  17-21
    1.4.1 烤烟对氮、钾、钙、镁的吸收  17-19
    1.4.2 根系氨同化关键酶  19-20
    1.4.3 烟草根系的烟碱合成  20-21
2 研究目的和意义  21-22
3 材料与方法  22-26
  3.1 仪器与设备  22
    3.1.2 原子吸收系统  22
    3.1.3 前处理仪器设备  22
    3.1.4 其他仪器及设备  22
  3.2 试验材料培养与制备  22-23
    3.2.1 烤烟不定根发生的影响因素分析  22
    3.2.2 不定根形成对烤烟生长及其相关酶活性的影响研究  22-23
    3.2.3 不定根与原根系的吸收能力的差异分析  23
    3.2.4 不定根与原根系对烟碱积累的差异分析  23
  3.3 分析检测方法  23-26
    3.3.1 根系活力 TTC还原测定方法  23
    3.3.2 谷氨酰胺合成酶(GS)活力测定方法  23-24
    3.3.3 钾、钙、镁、铜、锰含量测定的方法  24-25
    3.3.4 化学成分含量的分析方法  25-26
4 影响烤烟不定根发生的主要因素分析  26-34
  4.1 试验处理方法  26-27
  4.2 结果分析  27-32
    4.2.1 水分和光照对烤烟不定根形成和发育的影响  27-28
    4.2.2 去除脚叶对烤烟不定根形成和发育的影响  28
    4.2.3 处理时期对烤烟不定根形成和发育的影响  28-29
    4.2.4 处理部位对烤烟不定根形成和发育的影响  29-30
    4.2.5 IAA对烤烟不定根形成和发育的影响  30-31
    4.2.6 各处理对二级不定根形成的影响  31
    4.2.7 不同处理对根系活性的影响  31-32
  4.3 讨论  32-34
5 不定根形成对烤烟生长及相关酶活性的影响  34-45
  5.1 试验处理方法  34
  5.2 结果分析  34-43
    5.2.1 不定根形成对烤烟生长的影响  35-37
    5.2.2 不定根形成对烤烟主、侧根系活性的影响  37-38
    5.2.3 烤烟气生不定根的脱氢酶活性变化  38
    5.2.4 烤烟水生不定根的脱氢酶活性变化  38-39
    5.2.5 不定根形成对烤烟全根系脱氢酶活性的影响  39
    5.2.6 不定根形成对烤烟各类根系GS活力的影响  39-41
    5.2.7 不定根形成对各类根系可溶性蛋白质含量的影响  41-42
    5.2.8 不定根形成后地上部总氮和总糖含量的变化  42-43
  5.3 讨论  43-45
6 不定根对烤烟营养吸收及烟碱积累的影响  45-56
  6.1 试验处理  45-46
    6.1.1 烤烟不定根对主要营养元素吸收能力的研究方法  45-46
    6.1.2 烤烟不定根烟碱合成能力的研究方法  46
  6.2 结果分析  46-56
    6.2.1 分根供应养分对烤烟生长的影响  46-47
    6.2.2 不定根与原根系对氮的吸收差异  47-48
    6.2.3 不定根与原根系对钾的吸收差异  48
    6.2.4 不定根与原根系对钙的吸收差异  48-49
    6.2.5 不定根与原根系对镁的吸收差异  49
    6.2.6 不定根与原根系对铜的吸收差异  49-50
    6.2.7 不定根与原根系对锰的吸收差异  50-51
    6.2.8 烤烟不定根与原根系对主要养分吸收的差异分析  51-52
    6.2.9 分根供应养分对烟叶水溶性总糖含量的影响  52-53
    6.2.10 不定根对烟叶烟碱与总氮含量的影响  53-56
7 本研究的总结、创新点及下一步工作设想  56-58
  7.1 本研究的总结  56
  7.2 本研究的创新点  56-57
  7.3 下一步工作设想  57-58
参考文献  58-65
彩图  65-68
致谢  68-69
作者简介  69
研究生期间发表和撰写的研究论文  69

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