小麦Ms2、Rht10基因对光合生理效应的影响

论文摘要

本研究以太谷核不育小麦近等基因系（NILs）为材料,调查了Rht10对其生育期的影响,利用赤霉素（GA3）对Ms2+Rht10 Lu15进行了鉴定,研究了Ms2和Rht10表达时期与旗叶发育成熟时期的重叠对旗叶及其功能的影响,旨在研究相关基因的光合生理效应,为有关的基因研究提供参考。主要研究结果如下:1.根据Ms2+Rht10鲁麦15中Ms2与Rht10基因间存在0.18%的交换率,通过扩大其育性分离群体调查Rht10鲁麦15,发现了一株矮杆可育株;通过测交法对其进行基因型鉴定,并进行了自交和回交,将鲁麦15 NILs补充完整,并获得了矮杆鲁麦15纯合体。生育期调查发现,Ms2鲁麦15和父本生育期进度一致,而Ms2+Rht10鲁麦15和Rht10鲁麦15则在挑旗期、抽穗期、开花期均比父本晚七天。2.用50ppm的GA3处理部分Ms2+Rht10鲁麦15回交籽粒的幼苗之后,一种类型的幼苗色淡,植株细长、瘦弱,比另一种的幼苗平均高3-4cm,表现为GA3敏感型;另一种籽粒幼苗不受GA3的影响,生长正常。成熟植株鉴定结果显示,对GA3反应敏感的幼苗发育成高杆可育株,而不敏感的幼苗则发育成矮杆不育株。3.挑旗期到抽穗期为NILs各材料旗叶叶绿素增长的主要时期。叶绿素相对含量一直呈上升趋势,在挑旗期至抽穗期上升最多（8.38517.328）,在抽穗期到灌浆期均上升极小（2.0074.397）。挑旗期Ms2ms2基因型材料极显著高于ms2ms2基因型材料（3.979）,Rht10rht10材料极显著高于rht10rht10材料（5.268）;抽穗期Rht10rht10基因型材料叶绿素含量极显著高于rht10rht10基因型材料（5.624）,前两个材料之间（1.905）和后两个材料（2.517）之间存在显著差异;开花期Rht10rht10材料叶绿素含量极显著高于rht10rht10材料（5.654）;灌浆期Rht10rht10材料叶绿素含量极显著高于rht10rht10材料（4.756）。结果表明,Ms2基因效应在挑旗期或之前为最大,之后迅速减小;抽穗期至灌浆期,Rht10基因效应持续增强,使Rht10rht10材料叶绿素相对含量极显著高于rht10rht10材料。4.挑旗期Ms2鲁麦15 Pn值显著或极显著低于其它三个材料（-2.700 -1.845μmolCO2·m-2·s-1,单位下同）;抽穗期Rht10rht10材料Pn值极显著低于rht10rht10材料（-1.943）;开花期Rht10rht10材料Pn显著低于rht10rht10材料（-1.197）;灌浆期Ms2ms2材料与ms2ms2材料之间,Rht10rht10材料与rht10rht10材料间均存在显著差异（-2.189,2.363）。挑旗期Rht10rht10材料Tr值极显著高于rht10rht10材料（0.554 mmolH2O·m-2·s-1,单位下同）;抽穗期Rht10rht10材料Tr极显著高于rht10rht10材料（0.457）;开花期Rht10rht10材料Tr显著低于rht10rht10材料（-0.288）;灌浆期Rht10rht10材料极显著高于rht10rht10材料（1.156）。挑旗期Rht10rht10材料Gs极显著高于rht10rht10材料（36.973 mmol·m-2·s-1,单位下同）;抽穗期Rht10鲁麦15和Ms2鲁麦15极显著高于父本（60.627,48.573）;开花期Rht10rht10材料Gs显著低于rht10rht10材料（-33.050）;灌浆期Rht10rht10材料Gs极显著高于rht10rht10材料（100.140）。挑旗期Rht10鲁麦15Ci值极显著高于Ms2鲁麦15（28.025μL·L-1,单位下同）;抽穗期Rht10rht10材料Ci极显著高于rht10rht10材料（31.095）;开花期各材料之间差异均不显著;灌浆期Ms2ms2材料Ci显著高于ms2ms2材料（16.171）,Ms2+Rht10鲁麦15 Ci值极显著（LSD0.01=18.6120）高于其它材料（20.88943.139）。NILs各个材料中Ms2鲁麦15在挑旗期的光合参数偏低,尤其在Pn,Tr和Gs上极显著低于其它材料,并且Tr和Ci,Pn和Gs存在正效应;在抽穗期Pn上Rht10rht10材料显著低于rht10rht10材料,而在Tr,Gs和Ci上Rht10rht10材料显著高于rht10rht10材料,其中Tr和Ci存在正效应;在开花期只有Ms2+Rht10鲁麦15的Gs较其他材料有显著或极显著差异;在灌浆期,Rht10rht10材料极显著高于rht10rht10材料,Pn,Tr和Gs之间存在正效应。总体结果显示,Ms2ms2材料只在挑旗期叶绿素含量,灌浆期Pn和Ci与ms2ms2材料存在显著差异。而Rht10rht10材料与rht10rht10材料之间在光合生理特性上普遍存在显著差异,但在不同时期不同参数上差异正负不同。在成熟完善的源流库体系基础上,前者的Pn,Tr和Gs总是极显著高于后者;并且Gs在灌浆期前对Pn和Tr的调节作用各有侧重,在灌浆期相应的调节增强叶片与外界的CO2和水汽交换,以有利于光合作用和蒸腾作用的协调进行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 太谷核不育小麦雄性败育的细胞学研究
• 1.2 太谷核不育小麦雄性败育的生理及生物化学研究
• 1.2.1 雄性败育的氨基酸分析
• 1.2.2 雄性败育的富赖氨酸组蛋白变化
• 1.2.3 雄性败育的同工酶系分析
• 1.2.4 太谷核不育小麦的蛋白质组分析
• 1.3 太谷核不育小麦的遗传及分子生物学研究
• 1.3.1 太谷显性核不育基因的遗传研究
• 1.3.2 太谷显性核不育基因的分子生物学研究
• 1.4 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 NILs 生育期的调查
• 2.2.2 光合生理指标的测定
• 2.3 数据统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 NILs 中Rht10 鲁麦15 的培育
• 3.2 太谷核不育小麦NILs 各生育期时间的调查
• 3.3 幼苗的赤霉素初步鉴定
• 3.4 太谷核不育小麦NILs 旗叶叶绿素相对含量的比较
• 3.4.1 不同时期旗叶叶绿素相对含量的差异分析
• 3.4.1.1 挑旗期叶绿素相对含量的差异比较
• 3.4.1.2 抽穗期叶绿素相对含量的差异比较
• 3.4.1.3 开花期叶绿素相对含量的差异比较
• 3.4.1.4 灌浆期叶绿素相对含量的差异比较
• 3.4.2 叶绿素相对含量的变化趋势
• 3.5 太谷核不育小麦NILs 旗叶光合生理参数的比较
• 3.5.1 净光合速率
• 3.5.2 蒸腾速率
• 3.5.3 气孔导度
• 2 浓度'>3.5.4 细胞间隙CO₂浓度
• 4 讨论
• 4.1 NILs 中Rht10 鲁麦15 的培育
• 3 鉴定分析'>4.2 Ms2+Rht10 鲁麦 15 回交籽粒幼苗的 GA₃鉴定分析
• 4.3 太谷核不育小麦NILs 不同生育期旗叶叶绿素含量的比较
• 4.4 太谷核不育小麦NILs 不同生育期旗叶光合生理指标的分析
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文