两个早稻品种耐热性生理及分子遗传基础的研究

论文摘要

以抽穗扬花期对温度敏感、且在耐热性方面具有显著差异的两个早稻品种耐热品种996及热敏感品种4628为材料，通过人工气候室控温（8:00-17:00,37℃，17:00-8:00，30℃），并以自然常温为对照，从水稻耐热性的生理、分子遗传等方面进行了系统研究。另外，在生化和细胞学方面进行了研究。获得结果如下： （1）高温胁迫对水稻花器官有影响，耐热性不同的品种间存在着显著差异。高温胁迫下水稻的花药开裂系数、花粉活力、花粉萌发率和柱头上花粉粒数比常温条件下的低；两种温度条件下，耐热品种996的花药开裂系数、花粉活力、花粉萌发率和柱头上花粉粒数变化幅度小于热敏感品种4628，差异达极显著水平，表明高温下耐热品种能保持较好的花粉散落特性和花粉萌发特性；进一步的分析表明，花药开裂系数与柱头上花粉粒数，花粉活力与结实率呈显著正相关（相关系数分别为：r=0.8476*，r=0.9908*）。 （2）水稻剑叶中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POX）和抗坏血酸过氧化物酶（AsA-POX）活性在高温胁迫初期均有明显增加，尔后快速下降。两种温度条件下，耐热品种996剑叶中SOD、CAT、POX和AsA-POX变幅大于热敏感品种4628；热敏感品种4628剑叶中硫代巴比妥酸反应产物（TBARS）含量和膜透性变幅大于耐热品种996；剑叶中超氧阴离子(O2?)产生速率和过氧化氢（H2O2）含量随着高温胁迫时间延长而增加，其增幅热敏感品种4628大于耐热品种996，且叶片内O2?产生速率和H2O2含量分别与TBARS积累呈显著正相关(耐热品种996相关系数分别为r=0.992**和r=0.8731*，热敏感品种4628相关系数分别为r=0.9731**和r=0.9687**)。 （3）高温使水稻剑叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和非结构碳水化合物含量下降，胞间CO2浓度和蒸腾速率升高。光合作用受到一定程度的影响。耐热品种996在高温下仍能维持较高的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和非结构碳

论文目录

• 独创性声明
• 关于论文使用授权的说明
• 中文摘要
• Abstract
• 缩略词表
• 第一章 绪论
• 1 水稻耐热性研究进展
• 1.1 高温对水稻生长发育和产量的影响
• 1.1.1 高温对水稻生长发育的影响
• 1.1.2 高温对水稻产量的影响
• 1.2 高温对稻米品质的影响
• 1.3 高温对水稻生理生化特性的影响
• 1.3.1 高温对淀粉合成及酶活性的影响
• 1.3.2 高温对蛋白质代谢及脯氨酸的影响
• 1.3.3 高温对光合作用及有关酶的影响
• 1.3.4 高温诱导合成热激蛋白
• 1.3.5 高温对质膜透性与酶保护系统的影响
• 1.4 水稻耐热性的遗传研究
• 1.5 水稻耐热性育种进展
• 1.6 水稻对高温的适应
• 1.6.1 品种的差异
• 1.6.2 不同生育时期的差异
• 1.7 克服高温危害的技术措施
• 1.7.1 选用耐热性品种
• 1.7.2 调整播期
• 1.7.3 合理肥水管理
• 1.7.4 施用植物生长调节剂及其它物质
• 2 SSR标记及其在水稻遗传育种中的应用
• 2.1 SSR类型
• 2.2 SSR标记的特点
• 2.3 SSR标记的原理
• 2.4 水稻基因组中微卫星的频率
• 2.5 水稻微卫星标记的开发
• 2.6 SSR标记在水稻遗传育种中的应用
• 2.6.1 DNA指纹图谱与品种（杂种）鉴定
• 2.6.2 种质资源遗传多样性及其亲缘关系的研究
• 2.6.3 分子标记连锁图谱的构建与基因定位
• 2.6.4 分子标记辅助育种和系谱分析
• 2.7 问题及讨论
• 前言
• 第二章 高温胁迫对水稻花药开裂度及花粉粒性状的影响
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 3 结果与分析
• 3.1 高温胁迫对花药开裂的影响
• 3.2 高温胁迫对水稻花粉活力和结实率的影响
• 3.3 高温胁迫对水稻花粉萌发率的影响
• 3.4 高温胁迫对水稻柱头上花粉粒数的影响
• 4 小结与讨论
• 第三章 高温胁迫对水稻剑叶保护酶活性和膜透性的影响
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 3 结果和分析
• 2.1 高温胁迫对水稻剑叶氧化相关酶类活性变化的影响
• 2.1.1 高温胁迫对水稻剑叶 SOD活性的影响
• 2.1.2 高温胁迫对水稻剑叶 POX活性的影响
• 2.1.3 高温胁迫对水稻剑叶 CAT活性的影响
• 2.1.4 高温胁迫对水稻剑叶 AsA-POX活性的影响
• 2.2 高温胁迫对水稻剑叶膜透性的影响
• 2.2.1 高温胁迫对水稻剑叶 TBARS含量的影响
• 2.2.2 高温胁迫对水稻剑叶膜透性的影响
• 2.3 高温胁迫与水稻剑叶过（超）氧化物的关系
• 2O₂含量的关系'>2.3.1 高温胁迫与水稻剑叶 H₂O₂含量的关系
• 2^-产生速率的关系'>2.3.2 高温胁迫与水稻剑叶 O₂^-产生速率的关系
• 4 小结与讨论
• 4.1 高温对水稻剑叶保护酶类活性的影响
• 4.2 高温对水稻剑叶 TBARS及细胞质膜透性的影响
• 第四章 高温胁迫对水稻剑叶光合特性的影响
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 3 结果与分析
• 3.1 高温胁迫对水稻剑叶叶绿素含量的影响
• 3.2 高温胁迫对水稻剑叶光合性能的影响
• 3.2.1 高温胁迫对水稻剑叶净光合速率的影响
• 3.2.2 高温胁迫对水稻剑叶气孔导度的影响
• 2浓度的影响'>3.2.3 高温胁迫对水稻剑叶细胞间 CO₂浓度的影响
• 3.2.4 高温胁迫对水稻剑叶蒸腾速率的影响
• 3.3 高温胁迫对水稻剑叶非结构碳水化合物含量的影响
• 3.3.1 高温胁迫对水稻剑叶可溶性糖含量的影响
• 3.3.2 高温胁迫对水稻剑叶淀粉含量的影响
• 4 小结与讨论
• 4.1 高温对叶绿素含量与光合速率的影响
• 4.2 高温对光合作用的抑制机理
• 4.3 高温对非结构碳水化合物含量的影响
• 第五章 高温胁迫对水稻剑叶氮代谢的影响
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 3 结果与分析
• 3.1 高温胁迫对水稻剑叶硝酸还原酶（NR）活性的影响
• 3.2 高温胁迫对水稻剑叶可溶性蛋白质含量的影响
• 3.3 高温胁迫对水稻剑叶热稳定蛋白含量的影响
• 3.5 高温胁迫对水稻剑叶游离氨基酸含量的影响
• 3.6 高温胁迫对水稻剑叶 Pro/FAA比值的影响
• 4 小结与讨论
• 4.1 关于高温对水稻剑叶硝酸还原酶活性的影响
• 4.2 关于高温对水稻剑叶可溶性蛋白质和热稳定蛋白含量的影响
• 4.3 关于高温对水稻剑叶氨基酸类物质的影响
• 第六章 两个早稻品种耐热性细胞学研究
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 3 结果与分析
• 3.1 叶片组织的显微结构变化
• 3.2 叶片细胞超微结构的变化
• 3.2.1 多环形叶肉细胞
• 3.2.2 细胞核
• 3.2.3 线粒体
• 3.2.4 叶绿体
• 4 小结与讨论
• 4.1 关于高温胁迫对水稻剑叶组织结构的影响
• 4.2 关于高温胁迫对水稻剑叶叶肉细胞超微结构的影响
• 第七章 水稻抽穗开花期耐热性 SSR标记及基因定位
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 3 结果与分析
• 3.1 提取的水稻总 DNA的浓度和纯度检测
• 3.2 SSR反应体系的优化
• 3.2.1 不同 DNA模板量对 SSR结果的影响
• 3.2.2 不同 Taq酶量对 SSR结果的影响
• 3.2.3 不同 dNTP量对 SSR结果的影响
• 3.2.4 不同引物量对 SSR结果的影响
• 3.2.5 不同退火温度对 SSR结果的影响
• 3.2.6 不同循环次数对 SSR结果的影响
• 2群体中的表现'>3.3 耐热性在双亲及 F₂群体中的表现
• 3.4 多态性 SSR引物的筛选
• 3.5 SSR标记与耐热性连锁关系分析
• 4 小结与讨论
• 4.1 SSR体系的优化
• 4.2 亲本的选择
• 4.3 水稻开花期耐热性 SSR标记及基因定位
• 4.4 水稻耐热性 QTL的 SSR标记的可用性
• 第八章 总结
• 1 本研究主要结论
• 2 本研究特色与创新之处
• 参考文献
• 1和 F₂单株的分布情况'>附录A:两个引物在在亲本、F₁和 F₂单株的分布情况
• 致谢
• 作者简介