葉片是水稻光合作用的主要器官,水稻生育后期功能葉提早衰老,會導致源器官向庫器官的同化產物供應不足,嚴重影響水稻產量潛力的充分發(fā)揮,因此研究延緩水稻功能葉衰老的起始或者推遲葉片衰老的速率,對提高水稻產量和品質都具有重要意義。本研究利用葉片早衰突變體(premature senescence at filling stage,psf)與其野生型對照(浙恢7954)為材料,通過在水稻生育后期旗葉葉片衰老過程中的動態(tài)取樣,并結合離體葉片的外源誘導(或抑制)衰老處理,對水稻葉片衰老過程的相關代謝生理變化進行了研究分析,并重點探討了水稻葉片衰老過程與葉片器官中的光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)D1蛋白損傷、抗氧化保護酶系統(tǒng)及ABA激素調控代謝之間的生理聯系,主要研究結果如下:1、對水稻葉片早衰與產量品質之間關系的研究結果表明,水稻生育后期旗葉早衰不僅會引起水稻結實率和千粒重的顯著降低,而且會導致其稻米糙米率、精米率和整精米率的顯著降低,尤其是整精米率下降明顯。與此同時,水稻葉片早衰突變體psf的堊白粒率和堊白度顯著高于其相同種植條件下的野生型對照,且葉片早衰程度越嚴重,稻米堊白米粒和堊白度的增幅越大。此外,水稻...

【文章頁數】：137 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 葉片衰老的基本特征
    1.2 葉片衰老與葉綠體結構功能間的關系
    1.3 葉片衰老與葉綠體PSⅡ光合功能及D1蛋白間的關系
    1.4 葉片衰老過程中的活性氧產生與抗氧化保護酶變化
        1.4.1 超氧陰離子(O2
·-)和過氧化氫(H₂O₂)的產生
        1.4.2 抗氧化保護酶對ROS的調控
    1.5 植物激素對葉片衰老的調控
        1.5.1 葉片衰老過程中細胞分裂素(cytokinin,CK)的變化
        1.5.2 葉片衰老過程中生長素(auxin,IAA)的變化
        1.5.3 葉片衰老過程中脫落酸(abscisic acid,ABA)的變化
        1.5.4 葉片衰老過程中乙烯(ethylene)的變化
        1.5.5 植物激素對葉片衰老調控的分子機制
    1.6 本課題研究的意義與內容
第二章 水稻后期旗葉早衰對籽粒充實特性及稻米品質影響
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 供試材料
        2.2.2 葉綠素(SPAD值)含量的測定
        2.2.3 稻米表觀直鏈淀粉含量的測定
        2.2.4 籽粒糊化特性的測定
        2.2.5 溶解度和膨脹勢的測定
        2.2.6 直、支鏈淀粉的分離與碘藍值和最大吸收波長的測定
        2.2.7 稻米中總蛋白、植酸和Zn含量的測定
    2.3 結果與分析
        2.3.1 早衰突變體psf和野生型對照的旗葉衰老速率變化與主要農藝性狀差異
        2.3.2 葉片衰老及其速率變化對稻米外觀品質和加工品質的影響
        2.3.3 葉片衰老及其速率變化對稻米蒸煮食味品質的影響
        2.3.4 葉片衰老及其速率變化對稻米營養(yǎng)品質的影響
    2.4 討論
第三章 ABA對早衰突變體psf葉片衰老過程的調控及其與D1蛋白光損傷間關系
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 供試材料與田間種植
        3.2.2 田間遮光處理試驗
        3.2.3 離體葉片的光照、暗和ABA處理
        3.2.4 光合速率與葉綠素含量的測定
        3.2.5 葉綠素熒光參數測定
        3.2.6 丙二醛(MDA)和脫落酸(ABA)的測定
        3.2.7 光系統(tǒng)ⅡD1蛋白的western-Blotting免疫檢測
            3.2.7.1 膜蛋白的SDS-PAGE電泳
            3.2.7.2 光系統(tǒng)ⅡD1蛋白的Western-Blotting的免疫印跡
        3.2.8 D1蛋白的免疫膠體金標記
        3.2.9 水稻葉片總RNA提取、反轉錄和定量PCR
    3.3 結果與分析
        3.3.1 早衰突變體psf的葉片衰老動態(tài)及相關生理指標變化
        3.3.2 光照因素對早衰突變體psf葉片衰老的影響及其與ABA含量間關系
        3.3.3 ABA誘導的葉片衰老與葉綠體D1蛋白合成及裂解相關基因表達間關系
    3.4 討論
第四章 ROS對早衰突變體psf葉片衰老過程的生理調控及其與抗氧化保護酶變化間關系
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 試驗材料
        4.2.2 離體水稻葉片甲基紫精(MV)的處理
        4.2.3 O2
·-產生速率、過氧化氫、相對電導率和MDA含量的測定
        4.2.4 抗氧化酶活性的測定
        4.2.5 SOD同工酶的非變性凝膠電泳
        4.2.6 RNA的提取、cDNA的合成和熒光定量PCR
    4.3 結果與分析
        4.3.1 早衰突變體psf灌漿結實期旗葉衰老與ROS變化間的關系
        4.3.2 葉片衰老過程中抗氧化保護酶的變化以及與ROS積累間的關系
        4.3.3 抗氧化保護酶與ROS介導的葉片衰老間的關系
        4.3.4 葉片衰老過程中ROS產生對SOD同工酶轉錄與蛋白表達的影響
        4.3.5 離體葉片中不同SOD同工酶對MV誘導的ROS爆發(fā)響應
    4.4 討論
第五章 糖饑餓對早衰突變體psf葉片衰老過程的調控及其與ABA間的關系
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 試驗材料與田間種植
        5.2.2 水稻離體葉片糖饑餓處理
        5.2.3 水稻離體葉片的蔗糖處理
        5.2.4 葉片糖分含量測定
        5.2.5 葉綠素含量的測定
        5.2.6 水稻葉片總RNA的抽提與cDNA的合成
        5.2.7 調控ABA合成與分解的關鍵酶基因引物的設計
    5.3 結果與分析
        5.3.1 早衰突變體psf旗葉衰老過程的糖類含量變化及其與野生型間差異
        5.3.2 糖饑餓對葉片衰老的調控及其對ABA含量的影響
        5.3.3 糖饑餓處理對葉片內源糖和ABA含量的影響
        5.3.4 水稻旗葉衰老過程中調控ABA合成與分解代謝關鍵基因的表達動態(tài)
        5.3.5 糖饑餓條件下調控ABA合成與分解代謝關鍵基因的表達
        5.3.6 外源糖處理對葉片衰老和ABA含量的調控
        5.3.7 糖處理條件下調控ABA合成與分解代謝關鍵基因的表達
    5.4 討論
第六章 生長素(IAA)對早衰突變體psf葉片衰老過程的調控作用
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 供試材料的種植
        6.2.2 IAA和共軛型IAA(吲哚乙酰天冬氨酸(IAA-ASP))含量的測定
        6.2.3 離體葉片的NAA處理
        6.2.4 RNA的提取、cDNA的合成和熒光定量PCR
        6.2.5 熒光定量qRT-PCR引物的設計與數據分析
    6.3 結果與分析
        6.3.1 早衰突變體psf旗葉衰老過程的IAA含量和組成變化及其與野生型間差異
        6.3.2 調控IAA合成代謝與共軛作用關鍵基因在葉片衰老過程的表達變化
        6.3.3 IAA信號響應基因在葉片衰老過程中的表達變化
        6.3.4 轉錄因子NAC在葉片衰老過程中的表達變化
        6.3.5 外源NAA處理對離體葉片衰老的調控
    6.4 討論
第七章 全文總結與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的文章



本文編號：3736280

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