本文選題：秈稻　切入點：Hvsusiba2　出處：《福建農(nóng)林大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：甲烷是主要的溫室氣體之一,稻田是最重要的農(nóng)業(yè)甲烷排放源之一。稻米是世界三分之二人口的主糧,隨著對稻米的需求不斷增加,其栽種面積也將不斷擴大,必然會引起稻田甲烷排放量不斷增多。在滿足糧食需求的同時,降低稻田甲烷排放是當今科學家關(guān)注的熱點,但是目前的甲烷減排措施大多停留在栽培調(diào)控層面,具有一定的局限性而難以推廣。稻田甲烷排放是水稻-土壤-微生物共同作用的結(jié)果。水稻生長過程中向土壤分泌的有機物以及根脫落物為土壤甲烷菌提供了豐富的底物,長期淹水稻田造成的厭氧環(huán)境,為土壤產(chǎn)甲烷菌提供了理想生長環(huán)境,水稻田成為農(nóng)業(yè)活動的主要甲烷排放源。影響稻田甲烷排放的因素眾多,其中,水稻品種是決定稻田甲烷的產(chǎn)生和排放的關(guān)鍵因素,遺傳因素決定的水稻品種間株型、根系以及光合代謝特征不同產(chǎn)生了品種間甲烷排放特征差異。因此,培育提高產(chǎn)量的同時又能降低甲烷排放的水稻品種,對于控制全球變暖和滿足日益增長的糧食需求具有重要意義。本研究利用經(jīng)過驗證的具有調(diào)控植物淀粉合成代謝產(chǎn)物分配作用的大麥糖信號轉(zhuǎn)錄因子Hvsusiba2,導(dǎo)入秈稻品種"明恢86",研究其對秈型水稻甲烷排放和淀粉積累的影響,結(jié)果如下:1.通過對28個T1代轉(zhuǎn)Hvsusiba2基因株系自交重組和分子檢測獲得兩個純合株系命名為"86R10-1"和"86R27-3",均為單拷貝插入。其外源HvsusibaH在轉(zhuǎn)基因水稻中高表達;且受Hvsusiba2調(diào)控,轉(zhuǎn)基因水稻幼嫩種子和莖鞘中淀粉合成相關(guān)基因如:焦磷酸化酶(4GPSⅡb、UGP1)、淀粉合成酶(GBSSⅡ)、淀粉分支酶(BEⅠ,BEⅡa,BEⅡb)、蔗糖合成酶(SUS1,SUS2)和蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白(SUT1,SUT5)的表達顯著上調(diào)。2.田間試驗顯示:"86R10-1"和"86R27-3"與"明恢86"的全生育期甲烷排放趨勢基本一致,特征為,隨著水稻生長呈波動上升并在開花期和灌漿期達到峰值;轉(zhuǎn)Hvsusiba2基因水稻的甲烷排放通量在大多數(shù)檢測時段顯著低于對照;全生育期內(nèi)"86R10-1"和"86R27-3"的平均排放量分別為2.93mg · m-2 · h-1和的3.04mg ·m-2 ·h-1,而"明恢86"甲烷平均排放量為4.2mg.m-2·-1。3.轉(zhuǎn)Hvsusiba2水稻甲烷減排效果顯著。與"明恢86"相比,全生育期內(nèi)"86R10-1"平均減排量為1.27mg· ·m-2 ·h-1,平均減排率為30.2%,其中在水稻生長的開花期減排率達到最高達54.7%;"86R27-3"平均減排量為1.16mg · m-2 · h-1,平均減排率為27.6%,同樣在水稻開花期減排率達到65.9%。4.稻田中6種主要產(chǎn)甲烷菌的豐度依次為Methanosaetaceae(Mst)Archaea(ARC)Methanogens(MET)Methanosarcinacea(Msc)Methanomicrobiales(MMB)Methanobacteriales(MBT)。與野生型相比,轉(zhuǎn)Hvsusiba2秈稻根土中產(chǎn)甲烷菌豐度顯著減少,其中MST減少最多,最大減少量出現(xiàn)在抽穗期(1707.4±257.6)106 copies/g-干土。轉(zhuǎn)基因稻田的甲烷氧化菌Methytobacter/Methylosarcina(MBAC)和Methylosinus(TYPEⅡ)的量也有顯著降低。5.轉(zhuǎn)Hvsusiba2秈稻地上部干重、實粒干重、實粒數(shù)、千粒重、穗數(shù)、分蘗數(shù)和株高等農(nóng)藝性狀與野生型相比無顯著差異,而其成熟種子中的總淀粉含量顯著提高,"86R10-1"的總淀粉含量增加了8.76%,"86R27-3"增加了 7.42%。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：福建農(nóng)林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X712;S511.21

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王蘊霏;;稻田耕作制度對CH_4氣體排放影響的研究進展[J];中國農(nóng)學通報;2015年29期

2 孫會峰;周勝;陳桂發(fā);付子軾;劉國蘭;宋祥甫;;水稻品種對稻田CH_4和N_2O排放的影響[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報;2015年08期

3 王保玉;劉建民;韓作穎;劉健;胡斌;;產(chǎn)甲烷菌的分類及研究進展[J];基因組學與應(yīng)用生物學;2014年02期

4 謝志煌;蔣利玲;馬永躍;王維奇;;不同水稻栽培方式稻田甲烷減排效果[J];實驗室研究與探索;2013年11期

5 尉海東;;稻田甲烷排放研究進展[J];中國農(nóng)學通報;2013年18期

6 李苗苗;聶三安;陳曉娟;羅璐;朱捍華;石輝;葛體達;童成立;吳金水;;水稻光合同化碳在土壤不同粒徑、密度分組中的分配特征[J];環(huán)境科學;2013年04期

7 潘圣剛;莫釗文;田華;聶俊;羅一鳴;段美洋;唐湘如;;源庫調(diào)節(jié)對水稻生長發(fā)育的影響[J];廣東農(nóng)業(yè)科學;2012年14期

8 傅志強;朱華武;陳燦;黃璜;;水稻根系生物特性與稻田溫室氣體排放相關(guān)性研究[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報;2011年12期

9 傅志強;黃璜;朱華武;陳燦;;水稻CH_4和N_2O的排放及其與植株特性的相關(guān)性[J];湖南農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版);2011年04期

10 陳潔;湯亮;劉小軍;曹衛(wèi)星;朱艷;;基于植株碳流的水稻籽粒淀粉積累模擬模型[J];植物生態(tài)學報;2011年04期

相關(guān)會議論文 前1條

1 崔中利;王英;滕齊輝;張斌;曹慧;;淹水和旱作稻田土壤中產(chǎn)甲烷菌的多樣性分異[A];第四次全國土壤生物和生物化學學術(shù)研討會論文集[C];2007年

相關(guān)博士學位論文 前3條

1 段居琦;我國水稻種植分布及其對氣候變化的響應(yīng)[D];中國氣象科學研究院;2012年

2 胡昌泉;水稻胚乳發(fā)育相關(guān)基因的篩選及功能分析[D];福建農(nóng)林大學;2011年

3 陳堅;水稻中一個SUSIBA2相似基因的功能研究[D];福建農(nóng)林大學;2008年

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 張嘯林;不同稻田輪作體系下溫室氣體排放及溫室氣體強度研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2013年

2 魏海蘋;近20年中國稻田CH_4排放觀測數(shù)據(jù)的集成分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2012年

，

本文編號：1585396