本文關(guān)鍵詞：逆境條件下小麥種子活力與主要相關(guān)酶活性及其基因表達(dá)的關(guān)系

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【摘要】：種子在貯藏過程中活力下降,在田間萌發(fā)出苗過程中常遇干旱、濕冷等多種逆境,進(jìn)而導(dǎo)致出苗率低、苗弱的現(xiàn)象時有發(fā)生。高活力種子具有較強(qiáng)的抗逆性,明顯的生長優(yōu)勢和生產(chǎn)潛力,選用高活力種子播種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有重要意義。因此,研究逆境條件下小麥種子活力與主要相關(guān)酶活性及其基因表達(dá)差異,對進(jìn)一步認(rèn)識種子活力的生化和分子基礎(chǔ)具有一定的參考價值。本研究通過標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽法、田間出苗試驗和加速老化、冷浸、干旱脅迫逆境試驗,測定16種不同基因型小麥品種的種子活力,利用主成分分析、聚類分析對種子活力進(jìn)行綜合評價,篩選出高活力和低活力的小麥品種,對兩種不同活力水平的種子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗和逆境發(fā)芽試驗,測定萌發(fā)過程中可溶性糖及可溶性蛋白含量的變化、α-淀粉酶活性、半胱氨酸蛋白酶活性及相關(guān)基因表達(dá)量,探討分析不同基因型小麥種子逆境萌發(fā)過程中主要相關(guān)酶活性及基因表達(dá)差異,明確在逆境脅迫條件下,主要相關(guān)酶活性與種子活力、基因表達(dá)量的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:1.不同小麥品種種子發(fā)芽逆境脅迫抗性評價通過標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽法和逆境試驗,測定16種不同基因型小麥種子活力,以各種條件下測定的活力指數(shù)的抗逆指數(shù)和田間出苗率作為衡量抗逆性的指標(biāo),通過主成分分析和聚類分析,將16個小麥品種劃分為3類,豫農(nóng)949、豫麥49-198、魯原502、鄭育麥9987、石麥21、山農(nóng)23號、石新828屬高活力品種;許農(nóng)5號、豫農(nóng)982、唐麥8號、濟(jì)麥20、濟(jì)麥22、濟(jì)南17號、山農(nóng)20屬中活力品種;長4738和輪選061屬低活力品種。用不同小麥品種抗逆性的綜合評價值(D值)可以對其種子活力進(jìn)行綜合評價。2.小麥種子萌發(fā)過程中α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性及其基因表達(dá)量、貯藏物質(zhì)含量的變化在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽、人工老化、干旱和冷浸脅迫條件下,隨著萌發(fā)時間的延長,α-淀粉酶活性整體呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢;半胱氨酸蛋白酶活性整體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢;可溶性糖含量呈現(xiàn)先小幅度升高后小幅度降低再迅速升高的趨勢;可溶性蛋白含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢;α-淀粉酶基因表達(dá)量整體呈先上升后下降的趨勢;半胱氨酸蛋白酶基因表達(dá)量整體呈現(xiàn)上升的趨勢,但不同處理不同品種其表達(dá)又各有特征。3.小麥種子萌發(fā)過程中α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性與種子活力的相關(guān)性在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽條件下,種子萌發(fā)過程中α-淀粉酶活性與活力指數(shù)呈極顯著正相關(guān),而在逆境萌發(fā)過程中,其相關(guān)性不顯著。冷浸脅迫處理后,種子萌發(fā)過程中半胱氨酸蛋白酶活性與活力指數(shù)呈顯著正相關(guān),但在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽、干旱脅迫、人工老化處理后,其相關(guān)性不顯著。4.α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性與其基因表達(dá)及可溶性糖和可溶性蛋白含量的關(guān)系種子萌發(fā)期間,不同萌發(fā)條件下,α-淀粉酶活性與可溶性糖含量達(dá)到極顯著正相關(guān),半胱氨酸蛋白酶活性與可溶性蛋白含量相關(guān)性不顯著。α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性與其基因表達(dá)并沒有直接關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：小麥 種子活力 逆境萌發(fā) 酶活性 基因表達(dá)
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S512.1
【目錄】：

• 中文摘要8-10
• 英文摘要10-12
• 1 引言12-19
• 1.1 外界條件對種子萌發(fā)的調(diào)控12-14
• 1.1.1 光對種子萌發(fā)的影響12-13
• 1.1.2 溫度對種子萌發(fā)的影響13
• 1.1.3 水對種子萌發(fā)的影響13-14
• 1.2 種子萌發(fā)過程中物質(zhì)代謝與DNA修復(fù)14-17
• 1.2.1 種子萌發(fā)過程中物質(zhì)代謝14-16
• 1.2.1.1 淀粉的分解14-15
• 1.2.1.2 蛋白質(zhì)的分解15-16
• 1.2.1.3 脂肪的分解16
• 1.2.2 DNA修復(fù)16-17
• 1.3 種子萌發(fā)的生理基礎(chǔ)17-18
• 1.3.1 種子活力17
• 1.3.2 種子活力的生理基礎(chǔ)17-18
• 1.3.3 種子活力的分子基礎(chǔ)18
• 1.4 本研究的目的和意義18-19
• 2 材料與方法19-26
• 2.1 試驗材料19
• 2.2 試驗設(shè)計與方法19-25
• 2.2.1 種子活力測定19-20
• 2.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗法測定19
• 2.2.1.2 干旱脅迫法測定19
• 2.2.1.3 冷浸法測定19
• 2.2.1.4 人工加速老化法測定19-20
• 2.2.1.5 田間出苗率測定20
• 2.2.2 生理生化指標(biāo)測定20-25
• 2.2.2.1 淀粉酶活性測定20-22
• 2.2.2.2 半胱氨酸蛋白酶活性測定22
• 2.2.2.3 可溶性蛋白含量測定22-23
• 2.2.2.4 可溶性糖含量測定23-24
• 2.2.2.5 實時熒光定量PCR24-25
• 2.3 數(shù)據(jù)處理25-26
• 2.3.1 逆境條件下種子活力評價25-26
• 2.3.2 方差分析和相關(guān)性分析26
• 2.3.3 種子萌發(fā)過程中的酶活性和基因表達(dá)量26
• 3 結(jié)果與分析26-39
• 3.1 不同小麥品種種子發(fā)芽逆境脅迫抗性評價26-31
• 3.1.1 不同脅迫條件下小麥品種的種子發(fā)芽率變化26-27
• 3.1.2 不同脅迫條件下小麥品種的種子活力指數(shù)差異比較27-28
• 3.1.3 各種逆境的種子活力指數(shù)的抗逆指數(shù)及田間出苗率間的簡單相關(guān)分析28-29
• 3.1.4 主成分分析29-30
• 3.1.5 逆境脅迫抗性評價30-31
• 3.2 逆境萌發(fā)過程中可溶性糖和可溶性蛋白含量變化31-33
• 3.2.1 不同逆境對小麥種子萌發(fā)過程中可溶性糖含量的影響31-32
• 3.2.2 不同逆境對小麥種子萌發(fā)過程中可溶性蛋白含量的影響32-33
• 3.3 逆境萌發(fā)過程中 α-淀粉酶活性變化33-34
• 3.4 逆境萌發(fā)過程中半胱氨酸蛋白酶活性變化34-35
• 3.5 逆境萌發(fā)過程中主要相關(guān)酶基因表達(dá)差異35-37
• 3.5.1 不同逆境對小麥種子萌發(fā)過程中 α-淀粉酶基因表達(dá)的影響35-36
• 3.5.2 不同逆境對小麥種子萌發(fā)過程中半胱氨酸蛋白酶基因表達(dá)的影響36-37
• 3.6 相關(guān)酶活性與種子活力、基因表達(dá)量及貯藏物質(zhì)含量的相關(guān)性分析37-39
• 3.6.1 相關(guān)酶活性與種子活力相關(guān)性分析37-38
• 3.6.2 種子萌發(fā)期間相關(guān)酶活性與其基因表達(dá)量相關(guān)性分析38
• 3.6.3 種子萌發(fā)期間淀粉酶活性與可溶性糖含量的相關(guān)性分析38
• 3.6.4 種子萌發(fā)期間半胱氨酸蛋白酶活性與可溶性蛋白含量的相關(guān)性分析38-39
• 4 討論39-42
• 4.1 不同小麥品種種子活力差異比較39
• 4.2 不同小麥種子發(fā)芽逆境脅迫抗性評價39-40
• 4.3 種子活力與相關(guān)酶活性的相關(guān)性分析40-41
• 4.4 種子萌發(fā)期間相關(guān)酶活性與可溶性糖及可溶性蛋白含量的相關(guān)性41
• 4.5 相關(guān)酶活性與其基因表達(dá)量的相關(guān)性分析41-42
• 5 結(jié)論42-44
• 5.1 不同小麥品種種子發(fā)芽逆境脅迫抗性評價42
• 5.2 小麥種子萌發(fā)過程中主要相關(guān)酶活性及其基因表達(dá)量、貯藏物質(zhì)含量的變化42
• 5.3 小麥種子萌發(fā)過程中主要相關(guān)酶活性與種子活力的相關(guān)性42-43
• 5.4 主要相關(guān)酶活性與其基因表達(dá)及可溶性糖和可溶性蛋白含量的關(guān)系43-44
• 參考文獻(xiàn)44-51
• 致謝51-52
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：991220