發(fā)布時間：2020-06-26 12:24

【摘要】：水稻是世界上最重要的農作物之一,它對寒冷的脅迫非常敏感,尤其是在幼苗階段。不可預測的低溫脅迫會導致水稻產量顯著下降(5-10%),并對農業(yè)經濟產生不利影響。因此,提高水稻耐寒能力是提高作物產量的關鍵。殼寡糖是一種環(huán)境友好的免疫誘抗劑,已被廣泛應用于植物免疫系統(tǒng)中。但殼寡糖誘導水稻抗寒的機制尚不完全清楚,本論文旨在探究殼寡糖提高水稻幼苗抗寒性的機制,以期為殼寡糖作為植物免疫誘抗劑應用于農業(yè)中提供科學依據(jù)。首先,在本研究中,探究了兩種不同脫乙酰度的殼寡糖在不同處理方式下的抗寒效果。結果表明,兩種殼寡糖在根系處理時效果最好。低溫處理后,施用脫乙酰度為98%的殼寡糖時,100 mg/L殼寡糖根系處理株抗寒效果最佳,其單株鮮重與對照株相比增加了7.95%,相對電導率降低了34.9%;施用脫乙酰度為86%的殼寡糖時,150 mg/L殼寡糖根系處理株抗寒效果最佳,其單株鮮重相較于對照株增加了 6.25%,相對電導率下降了 38.0%。綜合實驗結果和經濟效益表明,150 mg/L脫乙酰度為86%的殼寡糖在根系處理時效果更好。其次,進一步深入探討殼寡糖對水稻幼苗抗寒性的影響。比較了殼寡糖處理前后水稻滲透壓調節(jié)物質、光合作用和根系活力的相關指標。結果表明:1)殼寡糖能有效地促進低溫條件下水稻葉片滲透調節(jié)物質的積累,其中脯氨酸、可溶性糖的含量較對照組分別增加了 13.9%、3.22%;2)殼寡糖處理株在經過低溫脅迫后再恢復處理時,其葉綠素的修復能力更強�；謴吞幚�14天后,其葉綠素a,b相對于對照組分別增加了40.2%、44.9%;3)殼寡糖能有效的促進植物根系生長,激發(fā)根系活力,殼寡糖處理株在低溫下的根系活力相比于去離子水處理株增加了168.5%。此外,基于上述殼寡糖對水稻幼苗根系的影響,進一步探究了殼寡糖對水稻根系方面的影響,測定谷氨酸代謝相關酶酶活,并用熒光定量PCR驗證了殼寡糖處理前后相關酶基因的表達。結果表明,殼寡糖能有效調節(jié)與谷氨酸代謝相關的基因從而增強谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性,降低谷氨酸脫氫酶的活性,使低溫脅迫下谷氨酸得到更多積累。積累的谷氨酸為脯氨酸的合成提供了更多的來源。最后,深入分析殼寡糖對脯氨酸代謝的影響,并運用熒光定量PCR技術,進一步分析脯氨酸代謝相關酶基因的表達。結果表明,在低溫條件下,殼寡糖能有效地誘導△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶、△1-吡咯啉-5-羧酸還原酶和δ-鳥氨酸轉氨酶基因的表達,抑制脯氨酸脫氫酶基因的表達。從而使△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶和δ-鳥氨酸轉氨酶活性增加而有利于脯氨酸的積累。本文研究結果表明,殼寡糖可以通過作用于水稻幼苗根系,積極調節(jié)谷氨酸代謝來加速谷氨酸合成、進一步誘導脯氨酸代謝使脯氨酸含量增加來調節(jié)滲透壓,從而使水稻幼苗有較高的抗寒性。希望本實驗能夠為殼寡糖產品的應用提供更充分的理論依據(jù),為抗寒基因的研究及植物抗寒育種工作提供新的思路。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S511
【圖文】：

圖１．４技術路線逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｓｃｈｅｍｅ逡逑

邐第１５頁逡逑樣品Ｂ的脫乙酰度為８６％，簡稱Ｄ．Ｄ邋８６％殼寡糖。圖２．１為檢測的殼寡糖樣品凝膠色譜逡逑圖，如圖２．１Ａ所示樣品Ａ重均分子量約為１７００邋Ｄａ，如圖２．１Ｂ所示樣品Ｂ重均分子量逡逑約為２０００邋Ｄａ。為了進一步了解殼寡糖，采用飛行時間質譜儀對兩種不同脫乙酰度的殼逡逑寡糖檢測，掃描范圍２００－２５００邋ｍ／ｚ。結果如圖２．２所示。逡逑Ａ逡逑０．１邐＾逡逑—邋彳，－’逡逑－４００．００－邐／逡逑？６００．００－逡逑－８００．００－邐Ｉ逡逑－１０００．００－邐Ｉ邋／逡逑－１２００．０＾邐＼ｌ邋Ｗ逡逑．邐￡ｉ邐１６８７邐１６６２逡逑？邋ｉ邋＜邐？邋ｊ邋＊邋ｔ邋（邋ｉ邐Ｉ邋ｉ邋ｉ邋＞邐｜邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋＞邐｝邐＊邐＞邋ｉ邋？邋ｊ邋ｉ邋＞邐（邐＊邋ｊ邋ｉ邋＜＂邐＜邐＞逡逑０．００邐５．００邐１０．００邐１５．００邐２０．００邐２５．００邐３０．００邐３５．００邐４０．００邐４５．００逡逑Ｂ邐ｍｉｎ逡逑２００．００＂邐ｉ＼逡逑０００邋—．—邐．．．．．．．．．邐；邋一一一一逡逑＇邋■邋／’逡逑－２００．００－邐ｉ邐／逡逑＾邐－４００．００邐ｌ邐／逡逑＜邋ｊ邐＼逡逑＼邋／逡逑－６００．００邐／逡逑：邐／逡逑－ａｘ）．ｏｏ－邐Ｉ邐／逡逑；邐ｊ邐／逡逑－１０００，０（ｈ邐ｌ邐／逡逑＼Ｊ邐ＭＰ逡逑－１２００

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本文編號：2730306