植物激素对水稻矮秆培矮64S矮生性表达的影响

论文摘要

实践证明,水稻矮秆资源在杂交水稻的生产实践中已经发挥了重要作用。新的矮秆材料的发现与利用越来越受到人们的重视。经多年的育种实践,我们成功地将来源于日本粳稻KL908的显性矮秆基因转育到两系不育系原始培矮64S从而育成了一种新型的显性矮秆材料矮秆培矮64S。目前,关于该材料的矮化生理特性的研究还未见报道。为了研究该材料矮秆特性表达的生理机制,本研究以携带不同矮秆基因的矮秆培矮64S、珍珠矮、原始培矮64S,杂交种矮两优培九（矮秆培矮64S/9311）、两优培九（原始培矮64S/9311）,高秆品种9311为材料,比较了成熟期水稻的株高和节间长度的差异,鉴定了该矮秆材料的矮秆特性。探讨了在水稻正常生长发育过程中矮秆性状表达的激素作用机制;研究了在水稻苗期、分蘖期、拔节期分别喷施GA3和PP333对内源激素水平的影响;从种子的淀粉酶活性、叶片的叶绿素含量、过氧化物酶活性、过氧化物酶同工酶谱带变化等方面分析了矮秆基因表达的生理作用。主要研究结果如下:1.矮两优培九的株高比母本矮秆培矮64S高17.98%,是其双亲均值的86.98%,其株高显性度为-0.50,表明矮秆培矮64S携带的矮秆基因为显性。该基因的主要作用是缩短倒1、2节间的长度,并减少了1个节间,导致成熟期株高缩短。因此,该材料是一个新型的显性矮秆两用不育系。2.在正常生长条件下,矮秆培矮64S、珍珠矮和原始培矮64S在拔节期GA3的含量只有9311的65%～82%,而ABA的含量比9311高20%～40%。表明矮秆材料在拔节期GA3含量降低,而ABA含量增加,从而抑制其株高的增加。3.经50mg/L GA3处理后,矮秆培矮64S在苗期和分蘖期GA3和IAA含量增加14%～66%,ABA含量和POD活性降低11%～41%;在拔节期GA3和IAA含量分别降低29%、22%,ABA含量和POD的活性分别增加10%、91%。经50mg/LGA3处理后,珍珠矮在苗期和分蘖期GA3和IAA含量降低9%～35%,ABA含量和POD活性分别在苗期增加25.23%、37.64%;在拔节期GA3和IAA的含量分别增加23%、29%,POD活性降低33%。50mg/L GA3对矮秆培矮64S的叶绿素含量有负效应,并且苗期受到的影响最大,下降幅度达23%;对珍珠矮苗期和分蘖期的叶绿素含量有负效应,但在拔节期促进其叶绿素含量的增加。结果表明矮秆材料受GA3处理后产生的生理生化反应,与矮秆材料的敏感性以及生育期有关,POD对GA3和IAA的含量具有抑制作用。4.经200mg/L PP333处理后,原始培矮64S和两优培九各生育期的GA3和IAA含量显著降低,而ABA含量、叶绿素含量和POD活性均增加。结果表明,PP333处理能增加植株的POD活性和叶绿素的含量,并降低GA3和IAA的含量,在抑制其伸长生长的同时,促进物质的合成。原始培矮64S在苗期对PP333最敏感,两优培九在拔节期对PP333最敏感,苗期次之。5.未激素处理时,矮秆培矮64S、珍珠矮、原始培矮64S的种子在萌发期α-淀粉酶的活力没有显著差异,均比9311的α-淀粉酶活力高18%以上。矮秆培矮64S的β-淀粉酶和9311达显著差异。经20mg/L GA3处理后,矮秆培矮64S、珍珠矮、原始培矮64S和9311的α-淀粉酶活性分别增加了26.66%、9.13%、99.04%、58.39%,β-淀粉酶活性分别增加了13.42%、43.75%、88.92%、40.86%。表明GA3能诱导α-淀粉酶的合成,促进α-淀粉酶和β-淀粉酶的活性的增加。对GA3的敏感性为:原始培矮64S＞9311＞矮秆培矮64S＞珍珠矮。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 1 前言
• 1.1 水稻矮秆基因的发掘与鉴定
• 1.2 水稻矮源在水稻生产中的利用
• 1.3 水稻植株的矮化机制
• 1.3.1 水稻植株矮化与节间和细胞长度、数目的关系
• 1.3.2 水稻植株矮化与温度的关系
• 1.3.3 水稻植株矮化与植物激素的关系
• 1.3.3.1 水稻矮化与GAs和IAA的关系
• 1.3.3.2 水稻矮化与ABA、乙烯和BRs的关系
• 3的反应及与酶活性的关系'>1.3.4 矮秆水稻对外源GA₃的反应及与酶活性的关系
• 1.3.5 激素对水稻矮生性的调控机理
• 1.3.5.1 GAs对细胞生长的作用
• 1.3.5.2 IAA对细胞生长的作用
• 1.3.5.3 GAs结合蛋白对水稻矮生性的调控
• 1.4 存在的问题与展望
• 2 本研究的意义和创新
• 3 材料和方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 田间植株激素处理
• 3.2.2 测定指标
• 3.2.2.1 显性矮秆基因在F1中的显性表达
• 3.2.2.2 成熟期水稻材料株高和各节间长度
• 3.2.2.3 水稻营养生长期内源激素含量
• 3.2.2.4 种子萌发期淀粉酶活性
• 3.2.2.5 水稻营养生长期叶绿素含量
• 3.2.2.6 水稻营养生长期过氧化物酶活性
• 3.2.2.7 水稻营养生长期过氧化物酶同工酶电泳
• 3.3 数据处理及分析
• 4 结果与分析
• 4.1 供试水稻材料成熟期株高和节间长度的变化
• 4.1.1 矮秆基因在F1中的显性表达
• 4.1.2 供试水稻成熟期株高和节间长度的比较
• 4.2 水稻营养生长期激素含量的动态变化
• 4.2.1 在正常生长条件下水稻植物激素含量的变化
• 4.2.2 外源激素对水稻内源激素含量的影响
• 3对水稻种子淀粉酶活性的影响'>4.3 GA₃对水稻种子淀粉酶活性的影响
• 4.4 水稻营养生长期功能叶片叶绿素含量的变化
• 4.5 水稻营养生长期POD酶活性变化
• 4.5.1 正常生长条件下水稻POD酶活性的变化
• 4.5.2 激素处理后水稻POD酶活性的变化
• 4.6 水稻营养生长期POD同工酶谱带的变化
• 5 讨论
• 3对淀粉酶诱导作用'>5.1 矮秆基因的显隐性及GA₃对淀粉酶诱导作用
• 5.2 植株内源激素的变化
• 3对内源激素的影响'>5.2.1 外源GA₃对内源激素的影响
• 5.2.2 多效唑对内源激素的影响
• 5.3 激素对叶绿素和POD的影响
• 5.4 本研究的结论与展望
• 5.4.1 本研究的结论与创新
• 5.4.2 本研究的不足之处
• 5.4.3 需要进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 硕士在读期间发表的文章