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)控機理研究
發(fā)布時間：2020-12-31 07:01
據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）報道,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�？梢�,研究水稻響應鹽脅迫的機理具有重要的科學意義和應用前景。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)的機理還不清楚。植物激素赤霉素（gibberellin,GA）能促進種子萌發(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)過程響應鹽脅迫的機理還不清楚。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)控作用及機理,結果表明,鹽脅迫通過促進活性GA鈍化,降低種子活性GA含量,降低α-淀粉酶活性,進而抑制種子萌發(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。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)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：132 頁
【學位級別】：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元件，而且與 β-expansin 相比，有更多的 α-expansin 基因能響應激素(Lee et al 2001)。木葡聚糖內(nèi)糖基轉移酶/水解酶具有木葡聚糖內(nèi)糖基轉移酶活性（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，表達模式多樣化。XTHs 參與細胞的膨脹(Van Sandt et al 2007)，許多研究都表明 XET 活性與植物生長速率相關(Hetherington and Fry 1993, Pritchardet al 1993)。XTH31 在根尖伸長區(qū)及幼葉中表達，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胞壁松弛相關蛋白基因的表達，進而抑制根的生長(Markakis et al 2012)。
圖 1-3 植物細胞壁結構 (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，可以誘導木葡聚糖與纖維素解離，釋放纖維素，使其變得易于滑動，細胞壁延展性增強，細胞松弛。果膠主要以甲酯化形式分泌到細胞壁，果膠甲酯酶可以使果膠分子脫甲酯化，超表達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)細胞變長，導致根系變長(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】：
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,汪獻芳,金莉,吳全榮,鄧林,李榮偉. 安徽農(nóng)業(yè)科學. 2009(14)
[3]運城鹽湖十種耐鹽植物體內(nèi)無機及有機溶質(zhì)含量的比較研究[J]. 張海燕,范哲峰. 生態(tài)學報. 2002(03)
本文編號：2949185
【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：132 頁
【學位級別】：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元件，而且與 β-expansin 相比，有更多的 α-expansin 基因能響應激素(Lee et al 2001)。木葡聚糖內(nèi)糖基轉移酶/水解酶具有木葡聚糖內(nèi)糖基轉移酶活性（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，表達模式多樣化。XTHs 參與細胞的膨脹(Van Sandt et al 2007)，許多研究都表明 XET 活性與植物生長速率相關(Hetherington and Fry 1993, Pritchardet al 1993)。XTH31 在根尖伸長區(qū)及幼葉中表達，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胞壁松弛相關蛋白基因的表達，進而抑制根的生長(Markakis et al 2012)。
圖 1-3 植物細胞壁結構 (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，可以誘導木葡聚糖與纖維素解離，釋放纖維素，使其變得易于滑動，細胞壁延展性增強，細胞松弛。果膠主要以甲酯化形式分泌到細胞壁，果膠甲酯酶可以使果膠分子脫甲酯化，超表達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)細胞變長，導致根系變長(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】：
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,汪獻芳,金莉,吳全榮,鄧林,李榮偉. 安徽農(nóng)業(yè)科學. 2009(14)
[3]運城鹽湖十種耐鹽植物體內(nèi)無機及有機溶質(zhì)含量的比較研究[J]. 張海燕,范哲峰. 生態(tài)學報. 2002(03)
本文編號：2949185
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