论文部分内容阅读
本研究采用郑单958玉米为实验材料进行营养液培养实验,开展以下研究:缺锌胁迫及外源添加吲哚乙酸对玉米根系形态的影响、缺锌胁迫及外源添加萘乙酸对玉米根系形态的影响、缺锌胁迫对玉米根系不同区域IAA含量的影响以及缺锌胁迫下初生根及侧根伸长过程中ZmAUX1和ZmPIN1c基因表达比较。得到以下主要结论:1、缺锌胁迫下,玉米生长受到抑制,地上部干重降低,地上部分的含锌量低于10 mg/kg,低于缺锌的临界水平。缺锌导致玉米节间生长严重受阻,造成矮化,玉米叶片表现为与叶脉平行的叶肉组织变薄,叶片中脉两侧出现失绿条纹或白化。适量的锌供给对玉米生长具有明显的改善,地上部生物量显著提高。2、缺锌抑制玉米根系的发育,主要表现在对全根根系特征的影响,总根长、总根表面积、总根体积、总侧根长、平均侧根长均明显下降,但侧根密度显著提升。缺锌条件下,0.45mm~1.05mm和≥1.05 mm直径范围内的根系长度明显增多,≤0.45 mm直径范围内的根系长度无明显差异。侧根密度的显著增加有利于增强根系从土壤中吸收锌的能力。3、缺锌条件下,外源添加不同浓度的吲哚乙酸(IAA),对玉米的初生根根系特征、种子根根系特征和全根根系特征均无显著影响。加锌条件下,外源添加低浓度IAA明显降低总根长、根表面积和根体积。4、缺锌条件下,外源添加不同浓度的萘乙酸(NAA),对玉米的初生根根系特征、种子根根系特征影响不显著,但降低玉米根总根长、根表面积和根体积。而加锌条件下,添加低浓度NAA效果不显著,施加高浓度NAA,明显增加玉米根总根长、根表面积和根体积。5、添加生长素抑制剂(NPA),显著抑制玉米根系的发育,主要体现在对玉米全根根系特征的影响上。然而,在加锌条件下,生长素为IAA时,外源添加NPA的影响效果不明显。6、用液相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定根系不同区域生长素含量。结果表明,缺锌条件下距根尖0-1cm、1-2cm的根系组织中生长素含量均低于正常供锌组,且差异显著。缺锌条件下,0-1cm与1-2cm的根系组织中生长素含量差异不大,但在正常供锌条件下,靠近根尖部分生长素含量较低,较远端含量较高,差异明显。7、荧光定量PCR(RT-qPCR)测定玉米根系中生长素代谢运输关键基因的表达。结果表明,缺锌对玉米AUX1基因、PIN1c基因的表达具有明显的抑制作用(P<0.05)。本研究中,根系中生长素运输关键基因ZmAUX1和ZmPIN1c表达相对正常供锌时弱,可能导致生长素在根系中的极性运输受阻,生长素分布紊乱,影响根系发育生长。