【摘要】：脫落酸(ABA)是重要的植物激素,在植物生長發(fā)育調(diào)控和脅迫應(yīng)答中具有重要的作用。ABA參與許多生長發(fā)育過程包括種子的休眠、萌發(fā)和成熟,氣孔關(guān)閉,葉片衰老,果實成熟,根系結(jié)構(gòu),幼苗生長和營養(yǎng)生長。然而,ABA調(diào)控水稻生長的分子基礎(chǔ)不清楚。已有研究表明,在擬南芥中ABA通過調(diào)控生長素、乙烯、活性氧和Ca~(2+)來影響初生根的生長。在本研究中,我們利用ABA和yucasin(生長素合成途徑關(guān)鍵酶YUCCA活性抑制劑)同時處理水稻幼苗,發(fā)現(xiàn)yucasin可以解除ABA對水稻初生根生長的抑制,揭示了ABA抑制初生根的生長依賴于YUCCA的活性。qPCR檢測ABA處理后初生根中OsYUCCAs(OsYUCs)基因的表達(dá)水平,結(jié)果表明ABA誘導(dǎo)生長素合成基因OsYUCs的表達(dá)。GUS染色實驗進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)ABA促進(jìn)生長素在水稻根部的積累。為了深入探究YUCCA在ABA抑制初生根生長中的作用,我們利用ABA對osyuc突變體進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)osyuc8突變體對外源ABA的敏感性增加,這表明ABA通過OsYUC8調(diào)控水稻初生根的生長。原生質(zhì)體的瞬時表達(dá)實驗證實ABA誘導(dǎo)OsYUC8啟動子的轉(zhuǎn)錄活性。OsYUC8的啟動子分析顯示啟動子上存在OsbZIP的結(jié)合元件。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)ABA處理后過表達(dá)OsbZIP46轉(zhuǎn)基因水稻初生根生長所受到的抑制增加,osbzip46突變體初生根生長所受到的抑制減弱,其初生根的表型與osyuc8突變體相一致。qPCR結(jié)果顯示OsbZIP46正調(diào)控OsYUC8基因的表達(dá)。以上結(jié)果表明ABA可能通過OsbZIP46正調(diào)控OsYUC8基因的表達(dá),促進(jìn)生長素的生物合成,從而抑制初生根的生長。赤霉素促進(jìn)植物地上部生長,并拮抗ABA的抑制作用。有研究認(rèn)為水稻OsPK1基因(編碼細(xì)胞質(zhì)丙酮酸激酶)的下調(diào)導(dǎo)致ABA/GA比值的變化,從而影響水稻的株高。本研究發(fā)現(xiàn)赤霉素處理的條件下,ABA對地上部生長的抑制作用被解除。此外,基因表達(dá)譜芯片的數(shù)據(jù)顯示ABA處理能夠引起赤霉素合成基因的下調(diào)表達(dá)。為了驗證ABA和赤霉素的關(guān)系,qPCR檢測ABA處理后赤霉素合成關(guān)鍵基因的表達(dá)水平,結(jié)果表明ABA能夠抑制OsCPS1、OsKO2和OsSHB的表達(dá)。這些研究結(jié)果表明ABA通過抑制赤霉素的生物合成,進(jìn)而抑制幼苗地上部的生長。綜上所述,在水稻幼苗期,ABA通過促進(jìn)生長素的生物合成抑制初生根的生長,通過抑制赤霉素的生物合成抑制地上部的生長。本研究對ABA、生長素、赤霉素調(diào)控水稻幼苗的生長的分子機制開展了初步探索,揭示了ABA可以通過信號傳導(dǎo)影響生長素、赤霉素生物合成相關(guān)基因的表達(dá)從而影響水稻幼苗的生長發(fā)育。
【圖文】：

圖 2.1ABA 抑制水稻幼苗初生根的生長Figure 2.1ABAinhibits primary root growth of rice seedling照/10 h 黑暗條件下，，室溫生長 3 d 的水稻幼苗初生根根長表型。露白的水稻種子，包括粳 HY)和秈稻(IR29、楊稻 6 號和珍汕 97)，播種在含有 0、0.1、0.5 和 1.0 μmol/LABA 溶液中的根長統(tǒng)計。統(tǒng)計結(jié)果是 30 株水稻幼苗初生根長度的平均值，誤差線表示標(biāo)準(zhǔn)差 SD，三結(jié)果。4 h light/10 h dark, rice seedling primary root length phenotype at room temperature for 3 d. Geding japonica (Nipponbare, zhonghua 11 and Hwayoung) and indica (IR29, Yangdao 6 hao and ere sowed on 0, 0.1, 0.5 and 1.0 μmol/L ABA solution. B: Primary root length statistics of rice esults were the mean values of 30 rice seedlings primary root length and the error bars indicatedD. The similar results were obtained from three independent experiments.

圖 2.2 YUCCA 活性抑制劑解除了 ABA 對水稻初生根的抑制作用ure 2.2 YUCCAactivity inhibitor relieves the inhibition of primary root elongation byABA/10 h 黑暗條件下，室溫生長 3 d 的水稻幼苗初生根根長表型。露白的水稻種子，包括Y)和秈稻(IR29、楊稻 6 號和珍汕 97)，做以下四種處理：對照，0.5 μmol/LABA，5 μBA+5 μmol/L yucasin；B：水稻幼苗初生根的根長統(tǒng)計。統(tǒng)計結(jié)果是 30 株水稻幼苗初表示標(biāo)準(zhǔn)差 SD，三次獨立實驗得到相似的結(jié)果。 light/10 h dark, rice seedling primary root length phenotype at room temperature for 3 d. g japonica (Nipponbare, zhonghua 11 and Hwayoung) and indica (IR29, Yangdao 6 hao an treated with or without 0.5 μmol/LABA, in the absence or presence of 5 μmol/L yucasin.cs of rice seedling. The statistical results were the mean values of 30 rice seedlings primary indicated the standard deviation SD. The similar results were obtained from three independe 促進(jìn)生長素的生物合成稻初生根的表型顯示 yucasin 可以完全解除 ABA 對初生根的抑制作用，兩種植物激素之間存在著某種聯(lián)系。本文猜測 ABA 能夠促進(jìn)生長素的生觀地反映 ABA 對生長素的作用，我們使用 50 μmol/L ABA 處理日
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S511

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本文編號：2671104