本文關(guān)鍵詞：油菜生殖生長階段赤霉素對產(chǎn)油量與籽粒品質(zhì)的影響及機(jī)制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：油菜是重要的油料作物之一,提高油菜的單位面積產(chǎn)油量一直是油菜育種與栽培的重要目標(biāo)。有關(guān)提高種子含油量的研究,前人大都關(guān)注促進(jìn)油脂的合成,對降低油脂分解的研究相對較少。實(shí)際上,種子油脂的積累與降解是一個動態(tài)平衡的過程。我們實(shí)驗(yàn)室近年來在模式植物(擬南芥)上的研究發(fā)現(xiàn),一類名為“種子油脂消減基因”(Seed Fatty Acid Reducers,簡稱,SFAR)的GDSL脂酶家族基因,在種子油脂降解過程中扮演著重要的角色,它們受到赤霉素信號的上調(diào),引起種子含油量降低。在油菜生產(chǎn)上,通過噴施生長調(diào)節(jié)劑來增強(qiáng)或者削弱赤霉素信號是否也會影響單位面積產(chǎn)油量?我們設(shè)計(jì)了兩年兩點(diǎn)隨機(jī)區(qū)組大田試驗(yàn),旨在通過在油菜生殖生長階段噴施赤霉素(GA3)與內(nèi)源赤霉素合成的阻礙劑(Paclobutrazol,多效唑類物質(zhì),簡稱PAC),探知赤霉素信號對油菜產(chǎn)油量及相關(guān)性狀、脂肪酸組分、籽粒生育酚含量及組分、籽粒可溶性糖和儲藏蛋白含量等性狀的影響程度與潛在機(jī)制,獲得如下結(jié)果： 1.赤霉素信號的強(qiáng)弱影響油菜單位面積產(chǎn)油量。 赤霉素信號的強(qiáng)弱顯著影響油菜單位面積產(chǎn)油量。田間試驗(yàn)結(jié)果分析顯示,噴施PAC,導(dǎo)致每公頃產(chǎn)油量比對照組和噴施GA3組分別增加65.60kg(6.96%)和92.42kg(10.10%)；每公頃的籽粒產(chǎn)量比對照組和噴施GA3組分別增加217.12kg(9.41%)和293.40kg(13.16%),以上兩個性狀的增幅達(dá)到顯著水平。我們通過RT-q-PCR實(shí)驗(yàn)分析了赤霉素信號強(qiáng)弱對于調(diào)控種子發(fā)育的主要轉(zhuǎn)錄因子LEC1, WRI1, FUS3, ABI3,以及編碼油脂合成途徑一些關(guān)鍵酶基因(FatA, FatB2, LHY, LACS1.FAD2, FAD3, TAG1, TAG2, OLEO1, CALEOSIN)的表達(dá)水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn),噴施PAC使得一些基因的轉(zhuǎn)錄水平受到不同程度的下調(diào)。因此,赤霉素合成受阻引起的產(chǎn)油量增加,可能不是油脂合成增加,而是油脂降解減少引起的。 對產(chǎn)量構(gòu)成三因素分析發(fā)現(xiàn),赤霉素信號的強(qiáng)弱顯著影響單株有效角果數(shù)和千粒重。噴施PAC后,角果數(shù)目分別比對照與噴施赤霉素組增加96.42(31.65%)和100.35(33.38%)個；噴施PAC后,千粒重有所降低,分別比對照組與噴施赤霉素組降低0.23g(5.45%)和0.32g(7.42%)。噴施PAC對上述兩個性狀分別具有顯著的正向與負(fù)向調(diào)控作用,而對每莢粒數(shù)卻沒有顯著的影響。由于赤霉素合成減弱對于角果數(shù)目的增加作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對千粒重的負(fù)面影響,因此,總體上,赤霉素信號減弱有利于籽粒產(chǎn)量的提高。 2.赤霉素信號的強(qiáng)弱影響油菜其它農(nóng)藝性狀。 田間實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,赤霉素信號強(qiáng)弱顯著地影響油菜的一次有效分枝數(shù)、二次有效分枝數(shù)、單株總有效分枝數(shù)、株高和角果長度。噴施PAC后,一次有效分株數(shù)比對照組和噴施GA3組分別顯著增加0.92個(11.33%)和0.86個(10.51%)；二次有效分株數(shù)比對照組和噴施GA3組分別增加2.99個(57.28%)和3.38(69.98%)個；單株總有效分株數(shù)分別比對照組和噴施GA3組增加3.91個(29.31%)和4.24個(32.59%)。有效分枝數(shù)目的顯著增加,是總角果數(shù)目增加的直接原因。 噴施PAC顯著地降低了油菜的株高。PAC處理后,油菜株高分別比對照和噴施GA3組降低7.32cm(4.93%)和9.74cm(6.45%)。角果長度的變化趨勢與株高相似,噴施PAC后分別比對照和噴施GA3組減少0.64cm(9.24%)和0.74cm(10.53%)。株高的顯著降低,有利于植株的抗倒伏性,可能也是導(dǎo)致籽粒產(chǎn)量增加的原因之一 3.赤霉素信號強(qiáng)弱影響油菜生育酚含量及組分比例。 噴施PAC顯著地降低油菜籽�？偵�(Total-Toc)和α-生育酚(a-Toc)含量。反過來說,GA3處理導(dǎo)致每千克種子Total-Toc比對照提高28.46mg(5.6%),α-Toc比對照提高23.32mg(11.24%),而γ-生育酚(γ-Toc)含量與對照無顯著區(qū)別。噴施赤霉素增大α-/γ-Toc比值(α-/γ-Toc ratio),與對照相比比值增幅達(dá)10%；相反,噴施PAC顯著降低Total-Toc含量,降幅為1598mg(3.15%)。噴施赤霉素對生育酚總含量與組分的影響程度大小取決于基因型,分析發(fā)現(xiàn),噴施赤霉素對菜籽中主要脂肪酸組分以油酸和亞油酸(18C)為主的“浙油50”品種而言,生育酚總含量提高幅度很大；而對種子脂肪酸芥酸(C22：1,為超長鏈脂肪酸)占很大比份的“92-13系”而言,噴施GA3后的生育酚總量提高幅度有限。我們還測定了2個擬南芥1)ELLA功能缺失性突變體(q-della-WT和p-della/gal-3)與噴施赤霉素的野生型(WT+GA3)植株種子生育酚總量與組分,生育酚總量與α-/γ-Toc比值的增加趨勢與我們在油菜中觀察到的情況一致。RT-q-PCR試驗(yàn)顯示,無論是在擬南芥中,還是在油菜中,赤霉素信號增強(qiáng)導(dǎo)致種子編碼生育酚合成關(guān)鍵酶基因PDS1,VTE1和VTE4轉(zhuǎn)錄水平顯著增高,這是種子最終生育酚總量與α-/γ-Toc比值的提高的潛在原因。 4.赤霉素信號強(qiáng)弱影響油菜其它儲藏物質(zhì)含量和脂肪酸組分比值。 噴施PAC后,種子儲藏蛋白含量與對照組相比降低6.06%,可溶性糖的含量卻顯著地增加8.60%。赤霉素信號加強(qiáng)后顯著增加花生酸(C20：0)和花生烯酸(C20：1)含量,而山俞酸(C22：0)含量卻顯著降低。相反,噴施PAC顯著減少油酸(C18：1)、亞麻酸(C18：3)、花生酸(C20：0)和花生烯酸(C20：1),增加山俞酸(C22：0)含量。 總而言之,利用外源生長調(diào)節(jié)劑(PAC)來阻控內(nèi)源赤霉素的合成能導(dǎo)致單位面積產(chǎn)油量的增加,但是同時導(dǎo)致了籽粒營養(yǎng)品質(zhì),諸如生育酚總含量與α-/γ-比值、有利脂肪酸組分含量的下降。這些發(fā)現(xiàn)加深人們對赤霉素在種子發(fā)育階段油脂代謝方面作用的認(rèn)識。
【關(guān)鍵詞】：油菜 赤霉素 多效唑 多年多點(diǎn)隨機(jī)區(qū)組大田實(shí)驗(yàn) 產(chǎn)油量 脂肪酸 生育酚 儲藏蛋白 可溶性糖 籽粒產(chǎn)量 籽粒品質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S565.4
【目錄】：

• 目錄6-10
• 致謝10-12
• 圖表一覽12-14
• List of Tables and Figures14-16
• 常用縮略詞16-18
• 摘要18-21
• ABSTRACT21-24
• 第一章 引言24-27
• 1.1 油菜的生產(chǎn)及其經(jīng)濟(jì)價值24-25
• 1.2 本研究需要回答與解決的主要科學(xué)問題25-27
• 第二章 文獻(xiàn)綜述27-57
• 2.1 油菜種子組成和結(jié)構(gòu)28-31
• 2.1.1 油菜種子發(fā)育28-29
• 2.1.2 油菜種子結(jié)構(gòu)29-31
• 2.2 油菜種子營養(yǎng)物質(zhì)積累31-36
• 2.2.1 油菜種子油脂的積累31-34
• 2.2.2 油菜種子淀粉的積累和變化34
• 2.2.3 油菜種子植物蛋白質(zhì)的積累34-35
• 2.2.4 油菜種子維生素E的積累35
• 2.2.5 脂肪酸組分35-36
• 2.3 植物油脂和生育酚的生物合成及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)36-42
• 2.3.1 油脂的生物合成物質(zhì)三酰甘油(TAG)的形成36-38
• 2.3.2 種子中油脂的生物合成過程38-40
• 2.3.3 植物中維生素E的生物合成過程40-42
• 2.4 種子生長發(fā)育的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)42-46
• 2.4.1 轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控43-45
• 2.4.2 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的調(diào)控45-46
• 2.5 赤霉素信號對脂肪酸積累的影響46-49
• 2.5.1 赤霉素與DELLA蛋白46-47
• 2.5.2 赤霉素信號降低擬南芥脂肪酸積累47-48
• 2.5.3 植物生長抑制劑多效唑48-49
• 2.6 油菜產(chǎn)油量的形成49-51
• 2.6.1 油菜籽粒產(chǎn)量構(gòu)成因素及形成過程49-51
• 2.6.2 影響菜籽中含油量的構(gòu)成因素51
• 2.7 油菜的遺傳改良51-52
• 2.8 提高油菜產(chǎn)油量的策略52-54
• 2.9 提高維生素E含油量的策略54-55
• 2.10 化學(xué)調(diào)控在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用55-57
• 第三章 材料與方法57-71
• 3.1 田間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)57-59
• 3.1.1 赤霉素強(qiáng)弱因素(P)57
• 3.1.2 油菜品種(基因型因素G)57-59
• 3.1.3 噴施強(qiáng)度因素(S)59
• 3.1.4 地點(diǎn)因素(L)59
• 3.1.5 年份因素(Y)59
• 3.2 小區(qū)設(shè)計(jì)59-62
• 3.2.1 田間種植及收獲59-61
• 3.2.2 田間管理61-62
• 3.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查62-63
• 3.4 種子表型和油體觀察63
• 3.5 脂肪酸含量的測定63-64
• 3.6 維生素E的測定64-65
• 3.7 種子儲藏蛋白測定65
• 3.8 種子可溶性糖測定65-66
• 3.9 擬南芥種植66
• 3.9.1 擬南芥材料66
• 3.9.2 擬南芥種植66
• 3.10 總RNA提取及轉(zhuǎn)錄水平檢測66-68
• 3.10.1 植株材料取樣66-67
• 3.10.2 植物種子中總RNA的提取以及基因轉(zhuǎn)錄水平的檢測分析67-68
• 3.11 田間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)68-71
• 第四章 結(jié)果與分析71-117
• 4.1 赤霉素信號強(qiáng)弱對油菜產(chǎn)油量的影響77-92
• 4.1.1 PGRs單因素對油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響77-81
• 4.1.2 PGRs與噴施次數(shù)(S)之間互作對油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響81
• 4.1.3 PGRs與基因型(G)間互作對油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響81-82
• 4.1.4 PGRs、噴施次數(shù)(S)和基因型(G)互作對油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響82
• 4.1.5 Y×P互作對產(chǎn)油量性狀的影響82-83
• 4.1.6 Y×P×L互作對產(chǎn)油量性狀的影響83-84
• 4.1.7 Y×P×S互作對產(chǎn)油量性狀的影響84
• 4.1.8 Y×P×G互作對產(chǎn)油量性狀的影響84-85
• 4.1.9 p×L互作對產(chǎn)油量性狀的影響85-86
• 4.1.10 P×G×L互作對產(chǎn)油量性狀的影響86
• 4.1.11 P×S×L互作對產(chǎn)油量性狀的影響86
• 4.1.12 赤霉素信號強(qiáng)弱對轉(zhuǎn)錄因子和關(guān)鍵酶基因轉(zhuǎn)錄的影響86-92
• 4.2 赤霉素信號強(qiáng)弱對油菜其它農(nóng)藝性狀的影響92-100
• 4.2.1 PGRs單因素對油菜農(nóng)藝性狀的影響92-93
• 4.2.2 PGRs與基因型(G)互作對油菜農(nóng)藝性狀的影響93
• 4.2.3 PGRs與噴施次數(shù)(S)互作對油菜農(nóng)藝性狀的影響93
• 4.2.4 PGRs、噴施次數(shù)(S)和基因型(G)互作對油菜農(nóng)藝性狀的影響93-94
• 4.2.5 油菜角果和種子形態(tài)的變化94-96
• 4.2.6 油菜種子中油體形態(tài)的變化96-100
• 4.3 赤霉素信號對油菜和擬南芥種子維生素E含量的影響及機(jī)制100-109
• 4.3.1 PGRs單因素對菜籽中生育酚含量及組分的影響100
• 4.3.2 PGRs與基因型(G)互作對生育酚含量及組分的影響100-101
• 4.3.3 PGRs與種植地區(qū)(L)互作對生育酚含量及組分的影響101
• 4.3.4 PGRs與噴施次數(shù)(S)互作對生育酚含量及組分的影響101
• 4.3.5 PGRs、L和S三者互作對生育酚含量及組分的影響101-102
• 4.3.6 PGRs、S和G三者互作對生育酚含量及組分的影響102
• 4.3.7 PGRs、G及L互作對生育酚含量及組分的影響102-103
• 4.3.8 PGRs、L、S及G四者間互作對菜籽中生育酚含量及組分的影響103
• 4.3.9 噴施PGRs對發(fā)育中種子生育酚合成關(guān)鍵酶基因表達(dá)的影響103-106
• 4.3.10 擬南芥DELLA突變體生育酚含量106-109
• 4.4 赤霉素信號對油菜可溶性糖和儲藏蛋自含量的影響109-115
• 4.4.1 PGRs單因素對菜籽中可溶性糖和儲藏蛋白含量的影響109
• 4.4.2 PGRs與噴施次數(shù)(S)互作對菜籽中可溶性糖和儲藏蛋白含量的影響109-110
• 4.4.3 PGRs與基因型(G)互作對菜籽中可溶性糖和儲藏蛋白含量的影響110
• 4.4.4 PGRs、G和S三者互作菜籽中可溶性糖和儲藏蛋白含量的影響110
• 4.4.5 PGRs、種植地區(qū)(L)互作菜籽中可溶性糖和儲藏蛋白含量的影響110-115
• 4.5 赤霉素信號對油菜主要脂肪酸組分含量的影響115-117
• 4.5.1 PGRs單因素對菜籽主要脂肪酸組分的影響115
• 4.5.2 PGRs與基因型(G)互作對菜籽主要脂肪酸組分的影響115-116
• 4.5.3 PGRs與噴施次數(shù)(S)互作對菜籽主要脂肪酸組分的影響116
• 4.5.4 PGRs、基因型(G)與噴施次數(shù)(S)互作對菜籽主要脂肪酸組分的影響116-117
• 第五章 討論117-126
• 5.1 赤霉素信號強(qiáng)弱對油菜產(chǎn)油量的影響117-120
• 5.2 赤霉素信號增強(qiáng)能增加種子生育酚的積累120-124
• 5.3 赤霉素信號強(qiáng)弱影響油菜其它儲藏物質(zhì)含量和脂肪酸組分比值的影響124-126
• 第六章 總結(jié)與展望126-129
• 6.1 結(jié)論126-128
• 6.2 展望128-129
• 參考文獻(xiàn)129-146
• 攻讀博士期間發(fā)表的文章146

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 江文林;;PP333和PP2003對煙草漂浮苗生長的影響[J];耕作與栽培;2007年03期

2 沈金雄;傅廷棟;涂金星;馬朝芝;;中國油菜生產(chǎn)及遺傳改良潛力與油菜生物柴油發(fā)展前景[J];華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

3 宋述堯;于立波;;多效唑?qū)S瓜幼苗生長發(fā)育的影響及其與GA_3拮抗效應(yīng)的研究[J];吉林農(nóng)業(yè)科學(xué);1992年03期

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  本文關(guān)鍵詞：油菜生殖生長階段赤霉素對產(chǎn)油量與籽粒品質(zhì)的影響及機(jī)制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：364260