ABA提高干旱胁迫小麦幼苗抗坏血酸、谷胱甘肽和淀粉含量的分子机理

摘要

本试验通过测定脱落酸(abscisic acid, ABA)对干旱胁迫(15％ PEG-6000)小麦幼苗内控制抗坏血酸(ascorbate, ASA)、谷胱甘肽(glutathione, GSH)、和淀粉合成重要基因的表达水平，探究了ABA提高三者含量的分子机制。主要的研究结果如下：
　　1.干旱胁迫(15% PEG-6000)导致小麦幼苗生长缓慢，而ABA能减轻干旱对小麦幼苗的伤害。干旱胁迫3天后，ABA+ PEG处理的小麦幼苗的长势显著优于PEG处理，定量分析显示，ABA+ PEG处理幼苗的株高、鲜重、干重等生长指标显著高于PEG处理；ABA还显著减少了干旱胁迫幼苗叶片内丙二醛（MDA）和过氧化氢（H2O2）的积累量，同时显著提高了小麦幼苗根部和叶部中抗坏血酸（ASA）和谷胱甘肽（GSH）含量及叶片内的淀粉含量。
　　2.利用荧光实时定量PCR法（qPCR）研究了ABA对干旱胁迫小麦幼苗内8个ASA-GSH合成相关酶基因转录水平的变化，结果表明，干旱胁迫期间，在根器官内，谷胱甘肽 S转移酶1（TaGST1）在第4 d，谷胱甘肽过氧化物酶1（TaGPX1）在第1 d，谷胱甘肽过氧化物酶2（TaGPX2）在第1、5 d，谷胱甘肽还原酶(TaGR)在第1和2d，脱氢抗坏血酸还原酶（TaDHAR）在第3、4和5 d，单脱水抗坏血酸酶（TaMDHAR）和谷胱甘肽合成酶(TaGS)在第1、4和5 d的转录水平均受ABA的显著诱导；在叶中，TaGST1在第2、4和5 d，谷胱甘肽S转移酶2(TaGST2)在第3、4和5 d，TaGPX1、TaGPX2在第2、3和4 d，TaGR在1、3和4 d，TaDHAR在1、4和5 d，TaMDHAR在1和3 d，TaGS在2、3和4 d的转录水平也受ABA的显著诱导。这些基因在干旱胁迫期间不同器官内、不同时间点转录水平的显著上升可能与ABA提高ASA和GSH的含量密切相关。
　　3. qPCR测定结果表明，干旱胁迫期间，小麦幼苗叶片内控制淀粉合成的TaAGPS2（AGPase质体型小亚基）在1、2、3、4 d，TaAGPL2（AGPase质体型大亚基）在1、4、5 d，TaGBSSII（颗粒型淀粉合酶II）在2、3、4 d，TaSSI（可溶型淀粉合酶I）和TaPHOL(质体型淀粉磷酸化酶)在1、3、4 d，TaSSIIIb（可溶型淀粉合酶IIIb）在1、5 d，TaSSIV（可溶型淀粉合酶IV）在1、2、3 d，TaBEIIa（淀粉分支酶IIa）在1、2、5 d，TaDPE2（淀粉歧化酶2）在3、4、5 d时的转录水平均受ABA的显著诱导。这些基因在干旱胁迫期间不同时间点转录水平的变化可能与ABA提高淀粉含量密切相关。

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中文摘要

第一章 文献综述

1.1 ABA在生长发育中的作用

1.2 ABA提高植物非生物逆境胁迫的研究

1.3 ABA对ASA-GSH循环的调控

1.4 ABA对逆境胁迫条件下淀粉含量的影响

1.5 研究问题的提出

第二章 本研究的目的与意义、研究内容及技术路线

2.1 本研究的目的与意义

2.2 本研究的内容

2.3 本研究的技术路线

第三章ABA在提高小麦幼苗ASA和GSH的分子机制

3.1 引言

3.2材料与方法

3.3 结果与分析

3.4 结论与讨论

第四章 ABA提高干旱胁迫小麦幼苗淀粉含量的分子机制

4.1引言

4.2材料与方法

4.3 结果与分析

4.4结论与讨论

第五章 本文主要结论、创新点及下一步研究计划

5.1 主要结论

5.2本研究创新之处

5.3下一步研究计划

攻读硕士学位期间发表文章及获得荣誉情况

参考文献

英文摘要