【摘要】：干旱是限制水稻生長和產(chǎn)量形成的主要非生物脅迫之一,減輕干旱脅迫對水稻造成的影響不可忽視。γ-氨基丁酸(GABA)是一種四碳非蛋白質(zhì)氨基酸,并廣泛存在于植物中,在植物的逆境脅迫響應中起著重要作用,適量的噴施外源GABA能夠提高水稻的抗逆性,有利于水稻的穩(wěn)產(chǎn)。本試驗以寒地粳稻東農(nóng)425和松粳6為試驗材料,采用不同濃度的GABA葉面噴施方法,研究外源GABA對孕穗期干旱脅迫下寒地粳稻氮代謝及產(chǎn)量形成的調(diào)控效應,旨在明確干旱脅迫下外源GABA的最適施濃度,為干旱脅迫下寒地粳稻化控栽培技術提供理論依據(jù)和技術支持。主要試驗結(jié)論如下:1.松粳6與東農(nóng)425功能葉片硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)活性變化呈單峰曲線,谷氨酸脫氫酶(GDH)活性呈高-低-高-低的變化趨勢。孕穗期干旱脅迫下,功能葉片NR、GS、GOGAT、GOT、GPT活性顯著降低,GDH活性顯著升高,兩品種存在差異。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,GDH活性降低,其余氮代謝關鍵酶活性升高,松粳6與東農(nóng)425分別在1mmol/L和0.5mmol/L的GABA處理下氮代謝關鍵酶活性均與對照差異不顯著。2.松粳6與東農(nóng)425籽粒GS、GOGAT活性呈逐漸下降趨勢,GDH、GOT、GPT活性呈單峰曲線變化趨勢。孕穗期干旱脅迫下,籽粒GOT、GPT活性顯著降低,籽粒GS、GOGAT、GDH活性顯著升高,兩品種存在差異。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,GDH活性降低,其余氮代謝關鍵酶活性升高,松粳6與東農(nóng)425分別在1mmol/L和0.5mmol/L的GABA處理下GS、GOGAT活性顯著高于對照,其余氮代謝酶活性與對照差異不顯著。3.松粳6與東農(nóng)425功能葉片可溶性蛋白含量均呈單峰曲線變化趨勢。孕穗期干旱脅迫下,功能葉片可溶性蛋白含量顯著增加,松粳6的增幅小于東農(nóng)425。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,可溶性蛋白含量降低,松粳6與東農(nóng)425分別在1mmol/L和0.5mmol/L的GABA處理下可溶性蛋白含量最低,與對照相比差異不顯著。4.孕穗期干旱脅迫下,松粳6與東農(nóng)425各器官氮素積累量以及莖鞘、葉片氮素轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率、貢獻率顯著下降,松粳6降幅大于東農(nóng)425。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,各器官氮素積累量以及莖鞘、葉片氮素轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率、貢獻率升高,松粳6和東農(nóng)425分別在1mmol/L與0.5mmol/L的GABA各器官氮素積累量以及莖鞘、葉片氮素轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率、貢獻率最高,與對照相比差異不顯著。5.松粳6與東農(nóng)425功能葉片內(nèi)源GABA含量和谷氨酸脫羧酶(GAD)活性均呈單峰曲線,而籽粒內(nèi)源GABA和GAD活性呈不斷下降趨勢。與對照相比,孕穗期干旱脅迫下,功能葉片和籽粒內(nèi)源GABA含量、GAD活性升高,松粳6增幅小于東農(nóng)425。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,內(nèi)源GABA含量與GAD活性升高,松粳6和東農(nóng)425分別在1mmol/L與0.5mmol/L的GABA內(nèi)源GABA含量與GAD活性最高,并顯著高于對照。6.孕穗期干旱脅迫顯著降低寒地粳稻干物質(zhì)積累量、轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和產(chǎn)量,但顯著提高了莖葉干物質(zhì)貢獻率,產(chǎn)量下降主要是由于每穗粒數(shù)和結(jié)實率下降導致,松粳6的產(chǎn)量降幅大于東農(nóng)425。噴施外源GABA提高干物質(zhì)積累量、轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和產(chǎn)量,降低干物質(zhì)貢獻率,松粳6和東農(nóng)425分別在1mmol/L與0.5mmol/L的GABA處理下產(chǎn)量最高,與對照差異顯著,分別達到對照的76.32%和83.45%。
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S511.22;S423
【圖文】：

東北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學碩士學位論文半醛脫氫酶（SSADH）[64-65]。GAD 存在于細胞質(zhì)中，其以 5-磷酸吡哆醛為輔酶，GAD 能不可逆的催化 L-谷氨酸生成 GABA，作物在遇到逆境時，GAD 經(jīng)過 Ca2+信號傳導刺激被化[66-67]，進而提高作物內(nèi)的 GABA 含量。在 SSADH 的氧化作用和 GABA-T 的催化作用下GABA 分別轉(zhuǎn)化形成琥鉑酸和 α-酮戊二酸，二者可以進入三羧酸循環(huán)，這些反應一起構(gòu)GABA 之路，如圖 1 所示。第二個途徑是由多胺（腐胺、精胺和亞精胺）分解產(chǎn)生 GABA腐胺在二胺氧化酶（DAO）的作用下生成 4-氨基丁醛，精胺和亞精胺在 DAO 和多胺氧化（PAO）的作用下生成 4-（3-氨丙基）-氨基丁醛，然后在脫水生成 1-吡咯啉和 1-（3-丙氨基吡咯啉，再由吡咯啉脫氫酶催化作用生成 GABA 的途徑，如圖 1 所示。從以上可以看出，加 GABA 含量可能有兩條途徑，一是提高 GAD 活性，促進 GABA 的合成；而是降低 GABA和 SSADH 活性，抑制 GABA 的分解。但影響 GABA 代謝的主要是 GAD 活性，因為 GA是一系列酶促反應的首個關鍵酶，對調(diào)控 GABA 代謝起著決定性作用。相關研究表明，干旱脅迫能提高棉花幼苗和煙草葉片中 GABA 的含量和 GAD 活性，時也說明谷氨酸轉(zhuǎn)化生成 GABA 是干旱脅迫下 GABA 合成的主要代謝途徑[68，28]，在水稻面，前人研究表明在冷水灌溉下水稻功能葉片內(nèi) GAD 活性與 GABA 含量顯著提高[69]，但于干旱脅迫對水稻 GAD 活性與 GABA 含量影響的研究鮮有報道。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李敬蕊;王祥;田真;高洪波;吳曉蕾;;外源噴施不同濃度γ-氨基丁酸對韭菜生長及氮代謝的影響[J];浙江農(nóng)業(yè)學報;2015年09期

2 全瑞蘭;王青林;馬漢云;扶定;霍二偉;沈光輝;郭桂英;;干旱對水稻生長發(fā)育的影響及其抗旱研究進展[J];中國種業(yè);2015年09期

3 楊曉龍;汪本福;陳亮;曹湊貴;李萍;;抽穗期干旱對水稻生理性狀和產(chǎn)量的影響[J];中國稻米;2015年04期

4 閆平;張書利;于艷敏;牟鳳臣;武洪濤;徐振華;周勁松;;不同水稻品種干物質(zhì)積累與產(chǎn)量性狀的相關研究[J];中國農(nóng)學通報;2015年18期

5 夏瓊梅;毛桂祥;王定開;王月英;李貴勇;鄧安鳳;龍瑞平;楊從黨;;幼穗分化期至齊穗期水分脅迫對水稻產(chǎn)量及功能葉性狀的影響[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2015年03期

6 田真;李敬蕊;王祥;吳曉蕾;宮彬彬;高洪波;;生菜硝酸還原酶基因的克隆及高氮水平下外源γ-氨基丁酸對其表達和葉片硝酸鹽含量的影響[J];西北植物學報;2015年06期

7 徐國偉;王賀正;翟志華;孫夢;李友軍;;不同水氮耦合對水稻根系形態(tài)生理、產(chǎn)量與氮素利用的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2015年10期

8 蔡一霞;李洋;朱海濤;蔡昆爭;黃飛;王維;;灌漿期虧缺灌溉對水稻產(chǎn)量形成的影響[J];中國農(nóng)業(yè)科學;2015年08期

9 張建新;葛淑芳;吳玉環(huán);楊云峰;徐根娣;劉鵬;;干旱脅迫對紫金牛葉片碳氮代謝的影響[J];水土保持學報;2015年02期

10 劉洋;李彩鳳;洪鑫;徐穎;郭劍;陳明;于洋;王玉波;馬鳳鳴;;鹽堿脅迫對甜菜氮代謝相關酶活性及產(chǎn)量和含糖率的影響[J];核農(nóng)學報;2015年02期

相關會議論文 前1條

1 趙艷;;采摘后蘆筍中γ-氨基丁酸生物合成的影響因素研究[A];華東六省一市生物化學與分子生物學學會2006年學術交流會論文集[C];2006年

相關博士學位論文 前4條

1 王泳超;γ-氨基丁酸（GABA）調(diào)控鹽脅迫下玉米種子萌發(fā)和幼苗生長的機制[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2016年

2 盛毅迪;GABA對大麥及水稻糊粉細胞α-淀粉酶生成的誘導效應[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2015年

3 曹讓;棉花幼苗γ-氨基丁酸代謝及對干旱脅迫的響應[D];石河子大學;2013年

4 姜中珠;逆境條件下植物苗期適應性研究[D];東北林業(yè)大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 任文奇;外源γ-氨基丁酸對Ca(NO_3)_2脅迫下甜瓜幼苗氮代謝和光合作用的調(diào)控[D];西北農(nóng)林科技大學;2016年

2 曲斌;外源GABA對鹽堿脅迫下甜瓜種子萌發(fā)及生理特性的影響[D];西北農(nóng)林科技大學;2015年

3 王祥;γ-氨基丁酸對葉菜類蔬菜硝酸鹽代謝的影響[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2014年

4 張皓政;不同灌溉方式下氮肥施用量對寒地粳稻氮代謝及產(chǎn)質(zhì)量的影響[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2014年

5 秦利征;干旱脅迫對水旱稻生理和根系蛋白組的影響[D];河南農(nóng)業(yè)大學;2013年

6 崔菁菁;吉林省不同年代水稻品種硝酸還原酶活性變化的研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學;2012年

7 劉翠麗;γ-氨基丁酸應對水脅迫及調(diào)控根端干細胞機理的研究[D];中南民族大學;2012年

8 張華永;γ-氨基丁酸（GABA）對玉米幼苗抗逆性的效應、作用機理及調(diào)控[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2010年

9 付蓉;γ-氨基丁酸對作物幼苗生長發(fā)育的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2010年

10 陳軍文;不同栽培法對水稻碳氮代謝影響的比較研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學;2004年

本文編號：2771290