水稻穗期高温热害的生理与分子机制

摘要

水稻穗发育期对外界温度较为敏感,易受到伤害。本文以籼型杂交水稻为材料,研究高温胁迫对水稻叶片的光合生理、内源激素含量及其控制水稻内源激素合成关键酶基因表达的影响,以及茉莉酸甲酯对水稻花期高温花时的调控效应。主要得到如下结果:
　　1、利用人工气候箱控温,在水稻孕穗期设置高温(8:00~18:00,38℃,18:00~8:00,30℃)和适温对照(8:00~18:00,32℃,18:00~8:00,25℃)处理。结果表明:高温胁迫下,水稻叶片叶绿素含量和叶绿素a/b值下降。高温使叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率下降,胞间CO2浓度上升;Fv/Fm和qP下降,NPQ与Fo上升。高温胁迫加速了水稻叶片O2-·产生速率,H2O2含量增高,其保护酶SOD和POD的活性降低,使得水稻抗氧化能力显著下降。高温使水稻叶片游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量下降,丙二醛含量上升。
　　2、用酶联免疫法测定高温胁迫下水稻叶片中IAA、GA、CTK和ABA含量的变化,结果发现:高温处理下叶片的IAA、GA和CTK含量明显降低,而ABA含量则显著升高。这与叶片中GA20ox、ipt和NCED基因的相对表达量基本一致。
　　3、利用RT-PCR技术,以水稻体中表达稳定的18SRNA作为内参,研究高温胁迫下水稻叶片赤霉素合成关键酶GA20-氧化酶的GA20ox基因、细胞分裂素合成的关键酶异戊烯基转移酶(isopentenyltransferase,ipt)的ipt基因以及脱落酸生物合成的关键酶9-顺环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoiddioxygenase,NCED)的NCED基因的相对表达量,结果表明:高温使水稻叶片中GA20ox基因和ipt基因的相对表达量下调,NCED基因的相对表达量上调。
　　4、在水稻花期高温胁迫时,喷施外源茉莉酸甲酯可使颖花开放数增多,开颖时间集中,午前开颖率更高;此外,高温下外源茉莉酸甲酯可提高水稻花粉的活力。因此,在实际生产中,可尝试通过外施茉莉酸甲酯的方法来减少高温对植物体的伤害,实现水稻的高产稳产。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

中英文对照词

文献综述

1.1 选题背景

1.2 水稻高温热害的研究进展

1.3 高温胁迫影响水稻的生理机制

1.4 影响水稻植物激素生物合成的关键酶和基因

1.5 茉莉酸甲酯对减轻水稻高温危害的作用

引言

2 研究的内容和目标

2.1 研究的内容

2.2 研究的目标

3 材料与方法

3.1 试验材料

3.2 试验设计

3.3测定内容及方法

3.4 数据分析

4 结果与分析

4.1 高温胁迫对水稻生理特性的影响

4.2 高温胁迫对控制水稻内源激素合成关键酶基因表达量的影响

4.3 茉莉酸甲酯对减轻水稻花时调控效应分析

5 讨论

5.1 高温胁迫对水稻生理特性的影响

5.2 高温胁迫对水稻叶片内源激素含量的影响

5.3 高温胁迫对控制水稻内源激素合成基因相对含量的影响

5.4茉莉酸甲酯对减轻水稻高温热害的作用

6 结论

参考文献

致谢

个人简介