【摘要】：水稻是世界上最重要的農(nóng)作物之一,它對(duì)寒冷的脅迫非常敏感,尤其是在幼苗階段。不可預(yù)測(cè)的低溫脅迫會(huì)導(dǎo)致水稻產(chǎn)量顯著下降(5-10%),并對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生不利影響。因此,提高水稻耐寒能力是提高作物產(chǎn)量的關(guān)鍵。殼寡糖是一種環(huán)境友好的免疫誘抗劑,已被廣泛應(yīng)用于植物免疫系統(tǒng)中。但殼寡糖誘導(dǎo)水稻抗寒的機(jī)制尚不完全清楚,本論文旨在探究殼寡糖提高水稻幼苗抗寒性的機(jī)制,以期為殼寡糖作為植物免疫誘抗劑應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中提供科學(xué)依據(jù)。首先,在本研究中,探究了兩種不同脫乙酰度的殼寡糖在不同處理方式下的抗寒效果。結(jié)果表明,兩種殼寡糖在根系處理時(shí)效果最好。低溫處理后,施用脫乙酰度為98%的殼寡糖時(shí),100 mg/L殼寡糖根系處理株抗寒效果最佳,其單株鮮重與對(duì)照株相比增加了7.95%,相對(duì)電導(dǎo)率降低了34.9%;施用脫乙酰度為86%的殼寡糖時(shí),150 mg/L殼寡糖根系處理株抗寒效果最佳,其單株鮮重相較于對(duì)照株增加了 6.25%,相對(duì)電導(dǎo)率下降了 38.0%。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)效益表明,150 mg/L脫乙酰度為86%的殼寡糖在根系處理時(shí)效果更好。其次,進(jìn)一步深入探討殼寡糖對(duì)水稻幼苗抗寒性的影響。比較了殼寡糖處理前后水稻滲透壓調(diào)節(jié)物質(zhì)、光合作用和根系活力的相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果表明:1)殼寡糖能有效地促進(jìn)低溫條件下水稻葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累,其中脯氨酸、可溶性糖的含量較對(duì)照組分別增加了 13.9%、3.22%;2)殼寡糖處理株在經(jīng)過(guò)低溫脅迫后再恢復(fù)處理時(shí),其葉綠素的修復(fù)能力更強(qiáng)�；謴�(fù)處理14天后,其葉綠素a,b相對(duì)于對(duì)照組分別增加了40.2%、44.9%;3)殼寡糖能有效的促進(jìn)植物根系生長(zhǎng),激發(fā)根系活力,殼寡糖處理株在低溫下的根系活力相比于去離子水處理株增加了168.5%。此外,基于上述殼寡糖對(duì)水稻幼苗根系的影響,進(jìn)一步探究了殼寡糖對(duì)水稻根系方面的影響,測(cè)定谷氨酸代謝相關(guān)酶酶活,并用熒光定量PCR驗(yàn)證了殼寡糖處理前后相關(guān)酶基因的表達(dá)。結(jié)果表明,殼寡糖能有效調(diào)節(jié)與谷氨酸代謝相關(guān)的基因從而增強(qiáng)谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性,降低谷氨酸脫氫酶的活性,使低溫脅迫下谷氨酸得到更多積累。積累的谷氨酸為脯氨酸的合成提供了更多的來(lái)源。最后,深入分析殼寡糖對(duì)脯氨酸代謝的影響,并運(yùn)用熒光定量PCR技術(shù),進(jìn)一步分析脯氨酸代謝相關(guān)酶基因的表達(dá)。結(jié)果表明,在低溫條件下,殼寡糖能有效地誘導(dǎo)△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶、△1-吡咯啉-5-羧酸還原酶和δ-鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨酶基因的表達(dá),抑制脯氨酸脫氫酶基因的表達(dá)。從而使△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶和δ-鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性增加而有利于脯氨酸的積累。本文研究結(jié)果表明,殼寡糖可以通過(guò)作用于水稻幼苗根系,積極調(diào)節(jié)谷氨酸代謝來(lái)加速谷氨酸合成、進(jìn)一步誘導(dǎo)脯氨酸代謝使脯氨酸含量增加來(lái)調(diào)節(jié)滲透壓,從而使水稻幼苗有較高的抗寒性。希望本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)闅す烟钱a(chǎn)品的應(yīng)用提供更充分的理論依據(jù),為抗寒基因的研究及植物抗寒育種工作提供新的思路。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S511
【圖文】：

圖１．４技術(shù)路線逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｓｃｈｅｍｅ逡逑

邐第１５頁(yè)逡逑樣品Ｂ的脫乙酰度為８６％，簡(jiǎn)稱Ｄ．Ｄ邋８６％殼寡糖。圖２．１為檢測(cè)的殼寡糖樣品凝膠色譜逡逑圖，如圖２．１Ａ所示樣品Ａ重均分子量約為１７００邋Ｄａ，如圖２．１Ｂ所示樣品Ｂ重均分子量逡逑約為２０００邋Ｄａ。為了進(jìn)一步了解殼寡糖，采用飛行時(shí)間質(zhì)譜儀對(duì)兩種不同脫乙酰度的殼逡逑寡糖檢測(cè)，掃描范圍２００－２５００邋ｍ／ｚ。結(jié)果如圖２．２所示。逡逑Ａ逡逑０．１邐＾逡逑—邋彳，－’逡逑－４００．００－邐／逡逑？６００．００－逡逑－８００．００－邐Ｉ逡逑－１０００．００－邐Ｉ邋／逡逑－１２００．０＾邐＼ｌ邋Ｗ逡逑．邐￡ｉ邐１６８７邐１６６２逡逑？邋ｉ邋＜邐？邋ｊ邋＊邋ｔ邋（邋ｉ邐Ｉ邋ｉ邋ｉ邋＞邐｜邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋＞邐｝邐＊邐＞邋ｉ邋？邋ｊ邋ｉ邋＞邐（邐＊邋ｊ邋ｉ邋＜＂邐＜邐＞逡逑０．００邐５．００邐１０．００邐１５．００邐２０．００邐２５．００邐３０．００邐３５．００邐４０．００邐４５．００逡逑Ｂ邐ｍｉｎ逡逑２００．００＂邐ｉ＼逡逑０００邋—．—邐．．．．．．．．．邐；邋一一一一逡逑＇邋■邋／’逡逑－２００．００－邐ｉ邐／逡逑＾邐－４００．００邐ｌ邐／逡逑＜邋ｊ邐＼逡逑＼邋／逡逑－６００．００邐／逡逑：邐／逡逑－ａｘ）．ｏｏ－邐Ｉ邐／逡逑；邐ｊ邐／逡逑－１０００，０（ｈ邐ｌ邐／逡逑＼Ｊ邐ＭＰ逡逑－１２００

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本文編號(hào)：2730306