【摘要】：中國北方地區(qū)冬季低溫嚴寒,氣候干旱,冬季負積溫與極端低溫低是冬油菜越冬的主要障礙。該區(qū)域9月中旬氣溫開始劇烈下降,10月下旬冬油菜停止生長,葉片黃化,進入枯葉期,僅留根系存活于土壤中。在此過程中抗寒性強的冬油菜品種較抗寒性弱的品種先進入枯葉期。很多報道指出植物葉片變黃與其內(nèi)源ABA含量相關(guān)。本研究對冬季低溫脅迫下北方白菜型冬油菜抗寒性與ABA的關(guān)系進行了研究,克隆到了ABA合成關(guān)鍵基因NCEDs基因,同時研究了在白菜型冬油菜上外源ABA對內(nèi)源ABA含量及NCED3基因表達的影響。主要結(jié)果如下:1.研究發(fā)現(xiàn),北方白菜型冬油菜之所以能夠抗御嚴酷的冬季自然環(huán)境、安全越冬,與其品種內(nèi)源ABA含量具有密切關(guān)系。北方白菜型冬油菜不同抗寒性品種內(nèi)源ABA含量存在顯著差異,抗寒性強的品種ABA含量大幅度增加的時期較早,而抗寒性弱的品種ABA含量增加時期相對滯后;同時在生長發(fā)育進程上表現(xiàn)出抗寒性強的品種枯葉期較早,而抗寒性弱的品種枯葉期較晚;內(nèi)源ABA含量的增加時期與枯葉期的早、遲相吻合,并與越冬率高、低高度相關(guān),即內(nèi)源ABA含量增加時期早,越冬率高,而內(nèi)源ABA含量增加時期滯后,枯葉期晚,則越冬率低。三個性狀的高度吻合性表明內(nèi)源ABA是北方冬油菜越冬的主要調(diào)節(jié)物質(zhì)之一。2.克隆到了北方白菜型冬油菜ABA間接合成途徑中的限速基因—NCEDs基因,獲得了其NCED2、NCED3及NCED5的cDNA序列。生物信息學(xué)等分析結(jié)果,北方白菜型冬油菜的NCEDs基因與甘藍型油菜、擬南芥、蘿卜、甘藍的親緣性很高;序列分析表明,NCED2、NCED3及NCED5基因分別包含一個1746bp、1794bp、1770bp的開放讀碼框(ORF),各編碼581、597和589個氨基酸;預(yù)測蛋白質(zhì)分子量分別為64.31721 KD、65.74438 kD和65.34794 kD,理論等電點(pI)分別為5.32、5.81和5.43;克隆的3個NCED基因均含有NCED家族保守結(jié)構(gòu)域。NCED2、NCED3及NCED5可能是位于線粒體膜上的親水性蛋白,且NCED2定位于線粒體膜上的親水性屬于跨膜蛋白,NCED3和NCED5是定位于線粒體膜上的親水性蛋白。NCED2、NCED3及NCED5三個NCED基因與甘藍型油菜的NCEDs基因比較,均發(fā)生了堿基的替換,并導(dǎo)致了氨基酸的變化,這種改變是否是導(dǎo)致白菜型冬油菜ABA含量高、枯葉期早于甘藍型冬油菜的原因或?qū)Π撞诵投筒藭a(chǎn)生什么影響有待進一步研究。3.外源ABA可提高冬油菜的抗寒性和NCED3的表達量上調(diào),并有隨著越冬期溫度的降低,表達量逐漸升高的趨勢。相關(guān)分析表明,NCED3相對表達量與內(nèi)源ABA含量正相關(guān),外源ABA處理后,NCED3相對表達量與內(nèi)源ABA含量相關(guān)系數(shù)由0.334提高到0.784;同時,外源ABA誘導(dǎo)SOD、POD、CAT、APX活性增加,葉綠素含量降低,越冬率提高;同時促進了NCED3基因表達的上調(diào)及內(nèi)源ABA的合成,抗寒性增強。因此,外源ABA無疑是增強北方白菜型冬油菜抗寒性、保證安全越冬的重要途徑。4.外源ABA增強冬油菜的抗寒性的效果與其濃度和施用時期有關(guān)。研究表明,外源ABA可有效降低低溫脅迫條件下MDA含量、增加可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高越冬率,改善農(nóng)藝性狀,但不同濃度處理間有較大差異,從本研究結(jié)果看出,噴施濃度以15-20 mg·L~(-1)為宜,濃度過大過小均影響外源ABA效果;同時,噴施時期對外源ABA效果也有較大影響,試驗結(jié)果表明,ABA噴施的最佳時期為5-6葉期。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S565.4

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本文編號：2392133