鹽脅迫下植物激素對水稻種子萌發(fā)及幼苗根系生長的調(diào)控機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-31 07:01
據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)報(bào)道,全世界約8億多公頃的土地受鹽脅迫的影響,并且越來越多的農(nóng)業(yè)用地受鹽脅迫影響,因此鹽脅迫是當(dāng)前限制農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。水稻是一種對鹽脅迫比較敏感的作物。可見,研究水稻響應(yīng)鹽脅迫的機(jī)理具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。前期研究表明鹽脅迫能抑制植物種子萌發(fā),但鹽脅迫抑制種子萌發(fā)的機(jī)理還不清楚。植物激素赤霉素(gibberellin,GA)能促進(jìn)種子萌發(fā),并且能緩解鹽脅迫對種子萌發(fā)的抑制作用,但赤霉素在水稻種子萌發(fā)過程響應(yīng)鹽脅迫的機(jī)理還不清楚。本課題第一部分研究內(nèi)容(論文第二章)探究了赤霉素對鹽脅迫下水稻種子萌發(fā)的調(diào)控作用及機(jī)理,結(jié)果表明,鹽脅迫通過促進(jìn)活性GA鈍化,降低種子活性GA含量,降低α-淀粉酶活性,進(jìn)而抑制種子萌發(fā)。根系是植物最重要的器官之一,與土壤直接接觸,容易受環(huán)境影響。很多研究表明鹽脅迫能抑制根系生長;乙烯和茉莉酸(jasmonic acid,JA)是植物體內(nèi)很重要的逆境激素,它們不僅能調(diào)控植物正常的生長發(fā)育,還可以調(diào)控植物對非生物脅迫的響應(yīng)。但是,目前乙烯和茉莉酸對鹽脅迫下水稻幼苗根系生長的調(diào)控作用及機(jī)理還不清楚。本課題第二部分研究內(nèi)容(...
【文章來源】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:132 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
GA代謝及信號途徑(Maetal2011)
素(Lee and Kende 2002)、乙烯(Vreeburg et al 2005)等,通過對水稻不同膨脹素基因的啟動子序列分析,發(fā)現(xiàn)它們含有不同的植物激素響應(yīng)元件,而且與 β-expansin 相比,有更多的 α-expansin 基因能響應(yīng)激素(Lee et al 2001)。木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶/水解酶具有木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶活性(XET)及水解酶活性(XEH),被統(tǒng)一命名為 XTH(Rose et al 2002),它能利用 XET 切斷再連接木葡聚糖鏈,利用 XEH 水解木葡聚糖,調(diào)控細(xì)胞的延展性(Van Sandt et al 2007)。XTH也是一類多基因家族,是糖苷水解酶 GH16 家族成員,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)水稻中有 29 個XTHs(Yokoyama et al 2004),不同的 XTH 在不同的組織器官及不同的生命發(fā)育階段以及不同的環(huán)境中,表達(dá)模式多樣化。XTHs 參與細(xì)胞的膨脹(Van Sandt et al 2007),許多研究都表明 XET 活性與植物生長速率相關(guān)(Hetherington and Fry 1993, Pritchardet al 1993)。XTH31 在根尖伸長區(qū)及幼葉中表達(dá),XTH31 T-DNA 插入突變體,根伸長被抑制(Zhu et al 2012),芯片數(shù)據(jù)顯示乙烯能夠抑制細(xì)胞壁松弛相關(guān)蛋白基因的表達(dá),進(jìn)而抑制根的生長(Markakis et al 2012)。
圖 1-3 植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) (Cosgrove 2005)Fig 1-3 Structure of plant cell wall (Cosgrove 2005)內(nèi)切 β-1,4-D-葡聚糖酶也屬于糖苷水解酶家族,可以誘導(dǎo)木葡聚糖與纖維素解離,釋放纖維素,使其變得易于滑動,細(xì)胞壁延展性增強(qiáng),細(xì)胞松弛。果膠主要以甲酯化形式分泌到細(xì)胞壁,果膠甲酯酶可以使果膠分子脫甲酯化,超表達(dá)果膠甲酯酶抑制子的擬南芥植株中果膠甲酯酶活性降低,伸長區(qū)細(xì)胞變長,導(dǎo)致根系變長(Lionetti et al 2007)。3.3 鹽脅迫對根系生長的影響根系直接與周圍土壤接觸,所以植物根系是最早感受鹽脅迫的器官,在鹽脅迫下產(chǎn)生一系列的生理變化,進(jìn)而影響植物地上部分的生長。研究發(fā)現(xiàn)鹽脅迫會顯著降低不同植物根系的伸長速率,如擬南芥、小麥等(Zhu et al 1998, Jbir et al 2001)。鹽脅迫抑制玉米根系生長,甘露醇不能抑制根的生長,表明鹽脅迫對玉米根系生長
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Mutation of Oryza sativa CORONATINE INSENSITIVE 1b(OsCOI1b) delays leaf senescence[J]. Sang-Hwa Lee,Yasuhito Sakuraba,Taeyoung Lee,Kyu-Won Kim,Gynheung An,Han Yong Lee,Nam-Chon Paek. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(06)
[2]赤霉素對鹽脅迫下水稻種子發(fā)芽及幼苗生長的影響[J]. 尹昌喜,汪獻(xiàn)芳,金莉,吳全榮,鄧林,李榮偉. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009(14)
[3]運(yùn)城鹽湖十種耐鹽植物體內(nèi)無機(jī)及有機(jī)溶質(zhì)含量的比較研究[J]. 張海燕,范哲峰. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2002(03)
本文編號:2949185
【文章來源】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:132 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
GA代謝及信號途徑(Maetal2011)
素(Lee and Kende 2002)、乙烯(Vreeburg et al 2005)等,通過對水稻不同膨脹素基因的啟動子序列分析,發(fā)現(xiàn)它們含有不同的植物激素響應(yīng)元件,而且與 β-expansin 相比,有更多的 α-expansin 基因能響應(yīng)激素(Lee et al 2001)。木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶/水解酶具有木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶活性(XET)及水解酶活性(XEH),被統(tǒng)一命名為 XTH(Rose et al 2002),它能利用 XET 切斷再連接木葡聚糖鏈,利用 XEH 水解木葡聚糖,調(diào)控細(xì)胞的延展性(Van Sandt et al 2007)。XTH也是一類多基因家族,是糖苷水解酶 GH16 家族成員,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)水稻中有 29 個XTHs(Yokoyama et al 2004),不同的 XTH 在不同的組織器官及不同的生命發(fā)育階段以及不同的環(huán)境中,表達(dá)模式多樣化。XTHs 參與細(xì)胞的膨脹(Van Sandt et al 2007),許多研究都表明 XET 活性與植物生長速率相關(guān)(Hetherington and Fry 1993, Pritchardet al 1993)。XTH31 在根尖伸長區(qū)及幼葉中表達(dá),XTH31 T-DNA 插入突變體,根伸長被抑制(Zhu et al 2012),芯片數(shù)據(jù)顯示乙烯能夠抑制細(xì)胞壁松弛相關(guān)蛋白基因的表達(dá),進(jìn)而抑制根的生長(Markakis et al 2012)。
圖 1-3 植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) (Cosgrove 2005)Fig 1-3 Structure of plant cell wall (Cosgrove 2005)內(nèi)切 β-1,4-D-葡聚糖酶也屬于糖苷水解酶家族,可以誘導(dǎo)木葡聚糖與纖維素解離,釋放纖維素,使其變得易于滑動,細(xì)胞壁延展性增強(qiáng),細(xì)胞松弛。果膠主要以甲酯化形式分泌到細(xì)胞壁,果膠甲酯酶可以使果膠分子脫甲酯化,超表達(dá)果膠甲酯酶抑制子的擬南芥植株中果膠甲酯酶活性降低,伸長區(qū)細(xì)胞變長,導(dǎo)致根系變長(Lionetti et al 2007)。3.3 鹽脅迫對根系生長的影響根系直接與周圍土壤接觸,所以植物根系是最早感受鹽脅迫的器官,在鹽脅迫下產(chǎn)生一系列的生理變化,進(jìn)而影響植物地上部分的生長。研究發(fā)現(xiàn)鹽脅迫會顯著降低不同植物根系的伸長速率,如擬南芥、小麥等(Zhu et al 1998, Jbir et al 2001)。鹽脅迫抑制玉米根系生長,甘露醇不能抑制根的生長,表明鹽脅迫對玉米根系生長
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Mutation of Oryza sativa CORONATINE INSENSITIVE 1b(OsCOI1b) delays leaf senescence[J]. Sang-Hwa Lee,Yasuhito Sakuraba,Taeyoung Lee,Kyu-Won Kim,Gynheung An,Han Yong Lee,Nam-Chon Paek. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(06)
[2]赤霉素對鹽脅迫下水稻種子發(fā)芽及幼苗生長的影響[J]. 尹昌喜,汪獻(xiàn)芳,金莉,吳全榮,鄧林,李榮偉. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009(14)
[3]運(yùn)城鹽湖十種耐鹽植物體內(nèi)無機(jī)及有機(jī)溶質(zhì)含量的比較研究[J]. 張海燕,范哲峰. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2002(03)
本文編號:2949185
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