糯玉米（Zea mays L.ceretina kulesh）逆境胁迫下AQP基因表达与水分利用效率及其种性品质分析研究

论文摘要

提高水分利用效率（WUE）是作物抗逆增产关键措施之一,WUE与水通道蛋白（AQP）紧密相关,在AQP运输水分功能方面的研究较多,但在干旱、营养和盐逆境下综合研究关于AQP与水分利用效率（WUE）方面鲜见报道,目前尚未有关于同时研究在干旱、营养和盐逆境胁迫下玉米中尤其是糯玉米中关于AQP与WUE方面的研究报道。本文研究了在干旱、氮和盐逆三种胁迫下三个糯玉米品种（中糯1号,陕白糯11,京科糯2000）的三个水通道蛋白（AQP）基因（TIP3.1、TIP2a、TIP2b）表达差异与WUE的关系。胁迫处理下用半定量逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）体系检测三个AQPs基因在糯玉米根系中的表达情况,并测定了叶片水分利用效率（WUEL）和单株水分利用效率（PWUE）。结果表明:（1）主要在根中表达的TIP2a、TIP2b、TIP3.1基因,受到干旱、营养以及盐胁迫诱导表达。（2）干旱、营养以及盐逆境条件会降低WUE,但轻度胁迫反而会增加作物的WUE（3）AQPs基因的表达总体上与WUEL和PWUE的变化有着密切的响应关系,而AQPs基因的表达对WUEL的影响强于PWUE。（4）TIP2a、TIP2b、TIP3.1基因与光合速率和蒸腾速率以及耗水量紧密相关。（5）TIP2a、TIP2b、TIP3.1基因表达和WUE在不同糯玉米品种有显著差异。（6）WUE和养分利用效率（NUE）之间存在显相关。（7）模糊综合评判方法,可以不限品系数,多性状综合分析比较,结果表述直观简单。探索糯玉米在干旱、氮和盐逆境胁迫下,AQP基因的表达与WUE之间的关系,对揭示糯玉米抗逆高产具有重要实践意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 研究背景和意义
• 1.1 糯玉米品种的研究现状
• 1.2 水分利用效率
• 1.2.1 水分利用效率的定义
• 1.2.2 水分利用效率的生理影响因素
• 1.2.3 水分利用效率的相关基因及蛋白研究
• 1.3 水通道蛋白基因-MIP 成员的一种
• 1.3.1 水通道蛋白基因的结构
• 1.3.2 水通道蛋白基因的分类
• 1.3.3 水通道蛋白基因在作物中的分布
• 1.4 植物水通道蛋白基因的功能的相关研究
• 1.4.1 AQP 的生理功能
• 1.4.2 作物水通道蛋白基因的表达调控
• 1.5 逆境胁迫下作物水通道蛋白基因的表达调控
• 1.6 糯玉米的种性品质评价
• 1.6.1 种性品质
• 1.6.2 抗逆性
• 1.7 本实验的目的意义
• 第二章 材料和方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 生理和分子实验材料
• 2.1.2 糯玉米种性品质评价材料
• 2.2 实验试剂
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 分子和生理实验方法
• 2.3.2 大田分子和生理实验方法
• 第三章 逆境胁迫下AQPs 基因表达差异
• 3.1 糯玉米AQPs 基因和表达组织的确定
• 3.2 逆境胁迫下AQPs 基因表达差异
• 3.2.1 总RNA 提取结果
• 3.2.2 内参基因和目的基因的PCR 扩增
• 3.2.3 mRNA 表达的半定量分析结果
• 第四章 逆境胁迫下不同糯玉米品种WUE 变化趋势
• 4.1 逆境胁迫下不同糯玉米品种叶片WUE 变化趋势分析
• 4.1.1 逆境胁迫下糯玉米光合速率（Pn）变化趋势分析
• 4.1.2 逆境胁迫下不同糯玉米品种蒸腾速率（Tr）变化趋势分析
• 4.1.3 逆境胁迫下不同糯玉米品种气孔导度（Gs）变化趋势分析
• 4.1.4 逆境胁迫下不同糯玉米品种胞间CO2 浓度（Ci）变化趋势分析
• 4.1.5 逆境胁迫下糯玉米品种叶片水分利用效率（WUEL）变化趋势
• 4.1.6 不同逆境胁迫下叶片WUE 相关生理指标变化分析小结
• 4.2 逆境胁迫下不同糯玉米品种耗水量、生物量（Bio）和单株 WUE（PWUE）变化趋势分析
• 4.2.1 逆境胁迫下不同糯玉米品种耗水量的变化趋势分析
• 4.2.2 逆境胁迫下不同糯玉米品种PWUE 变化
• 4.3 逆境胁迫下不同糯玉米品种WUE 变化小结
• 第五章 鲜食糯玉米品种种性品质综合评判分析
• 5.1 感官蒸煮品质评价
• 5.2 模糊综合评判的结果
• 5.2.1 U-主指标评判因素集
• 5.2.2 V-给出评判结果集
• 5.2.3 确定各性状的评判标准
• 5.2.4 R-参试品种主指标模糊评判矩阵
• 5.2.5 确定一级权重系数分配向量
• 5.2.6 计算模糊评判总值C
• 5.3 对鲜食糯玉米品种种性评判的结论
• 第六章 讨论与结论
• 6.1 讨论
• 6.1.1 糯玉米TIP2a、TIP2b、TIP3.1 基因的表达与逆境诱因的关系
• 6.1.2 糯玉米水分利用效率与逆境胁迫诱因的关系
• 6.1.3 糯玉米TIP2a、TIP2b、TIP3.1 基因的表达与WUE 的关系分析
• 6.1.4 TIP2a、TIP2b、TIP3.1 基因与光合速率和蒸腾速率以及耗水量的关系
• 6.1.5 AQPs 基因的表达和WUE 对育种的意义
• 6.1.6 WUE 和养分利用效率（NUE）之间的关系
• 6.1.7 糯玉米种性品质与模糊综合评判方法的讨论
• 6.2 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介