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近年来漂浮育苗已成为我国烟草主要育苗方式,烟草漂浮育苗后期的“断水”炼苗,就是让烟苗处于适当缺水的条件,经过抗旱锻炼的烟苗更能适应以后的干旱环境。在生产实践中“断水”炼苗对烟苗的根系形态的影响因烟草品种而异,但其机制并不清楚。本实验以5个不同基因型的烟草品种作为试验材料,PEG6000(2.5%)处理下,探明不同抗旱能力烟草根系对PEG模拟干旱的响应差异;在此基础上进一步分析不同抗旱能力烟草内源IAA时空分布及合成、极性运输关键基因表达差异;通过施加外源生长素和极性运输抑制剂明确生长素参与干旱条件下烟草侧根生长发育机制。主要结果如下:1.不同处理下,抗旱能力能力不同的烟草品种的响应不同,包括地上部和根系的响应都不一致。在2.5%PEG处理下,抗旱能力强的烟草品种一级侧根数目及二级侧根密度增加,而抗旱能力弱的烟草品种一级侧根数目及二级侧根密度不变;对于地上部,相比于抗旱能力弱的烟草品种,抗旱能力强的烟草品种光合特性变化幅度较小。剪根实验表明,耐旱能力强烟草在干旱胁迫条件下侧根数目的显著增加是地上部维持较强光合能力的主要原因,也是烟草抵御干旱的重要机制。2.为了进一步探究耐旱能力强的品种侧根数目变多的原因,本实验以烟草品种农大202为研究对象,研究了不同处理下随培养时间的推移,烟草地上部和根系的生物量及根系构型的变化。与对照相比,PEG处理7天时农大202的生物量没有发生变化,但从第9天开始,农大202植株生长显著受到抑制,且根系总长和总体积的变化趋势和根系生物量基本一致。而与对照相比,一级和二级侧根的数目在PEG处理前7天显著增加,之后增幅变缓,11天时对照处理的一级和二级侧根的数目显著高于PEG处理。综上所述,烟草开始受到干旱胁迫时,其一级侧根数目和二级侧根密度显著上升,而后由于胁迫时间较长,已经无法抵抗干旱胁迫带来的影响,发育减慢。3.为明确生长素是否参与调控干旱胁迫处理下烟草一级和二级侧根数增加,本实验研究了生长素在烟草品种农大202体内的分布,利用创建的DR5::GUS转基因材料来进一步阐明干旱胁迫下烟草体内生长素的时空分布,利用qPCR研究对照和干旱胁迫下生长素合成基因YUCCA基因和生长素极性运输基因PIN基因的表达差异,利用[~3H]IAA进一步验证生长素极性运输的作用。结果表明,与对照相比,PEG处理3-5天烟草品种农大202倒一叶和根系的生长素浓度显著增加,之后增幅变缓,第9天时显著低于对照。利用转基因材料观察干旱胁迫五天时DR5::GUS的组织定位,结果表明,与对照相比,干旱胁迫下新生叶、根茎结合处和根尖的生长素DR5::GUS表达水平均显著升高。qPCR结果表明,与对照相比,无论在完全展开叶还是根系的生长素合成基因YUCCA3/4/6和运输基因家族PIN1/3/3b/4/9表达水平均明显上调。4.通过添加外源NAA和NPA来观察研究不同抗旱能力烟草侧根的响应,同时利用DR5:GUS材料观察烟草地上部和根系的生长素分布。结果表明,对照处理施加NAA后,一级侧根的数量和二级侧根密度显著增加,根系DR5::GUS的表达量也显著升高;其水平与干旱胁迫处理相当,干旱胁迫施加NPA后,一级侧根的数量和二级侧根密度显著降低,侧根发生和根尖的DR5::GUS的表达量显著降低,并且发现其表达水平与对照相似。因此,添加外源生长素和生长素抑制剂对生长素和侧根有一定的影响,更说明生长素对响应干旱胁迫有一定的影响。