CPPU对小麦生长发育的生理生化及表观遗传的影响

【摘要】：调吡脲(N-(2-chloro-4-pyridyl)-N’-phenylurea,CPPU)是细胞分裂素类的一种非常重要的植物生长调节物质,具有促进细胞分裂、细胞扩大、延缓植物衰老等作用。 采用叶面喷施CPPU处理,分析干旱胁迫下CPPU对小麦幼苗的各种生理生化指标、蛋白质和DNA甲基化的影响,探讨CPPU提高小麦抗旱性的可能性分子机制。以小麦品种河农822、周麦18和河农827为材料,利用常规方法检测丙二醛(MDA)含量,过氧化物酶(POD)活性,可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量的变化;用聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)研究CPPU对幼苗叶片中蛋白质组变化的影响;并利用甲基化敏感多态性技术(Methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)和高效液相层析法(High performance liquid chromatography,HPLC)研究干旱胁迫下CPPU对幼苗体内DNA甲基化变化的影响。结果表明,100mg/L CPPU可促进干旱胁迫下幼苗体内的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量显著增加,POD活性显著提高,MDA含量降低。其中以河农822的提高幅度最大,周麦18次之,而河农827最低。SDS-PAGE电泳分析表明,在河农822中,与干旱对照相比,经不同浓度的CPPU处理后多了40kDa特异性条带,并在70kDa和大约20kDa处的蛋白含量明显高于两个对照,而在30kDa和大约25kDa处的蛋白含量降低。在周麦18中,与干旱对照相比,经CPPU处理后叶片组织中出现了分子量为170、160、125、95、60kDa的五条特异性条带,并且在70kDa和大约20kDa处的蛋白含量明显高于两个对照。而在河农827中,与干旱对照相比,经不同浓度的CPPU处理后消失了150kDa特异性电泳条带,在70kDa和大约20kDa处的蛋白含量明显高于两个对照。MSAP分析表明,CPPU处理后3个材料的幼苗叶片中甲基化率约为29.3﹪～30.1%。HPLC分析发现干旱胁迫下小麦基因组中的甲基化水平随着喷施CPPU浓度的增加而不断上升,但差异不明显。说明叶面喷施CPPU能够增强幼苗对干旱胁迫的适应性。 为研究叶面喷施CPPU对小麦生育后期旗叶的调控作用和对小麦产量性状的影响,以河农822为材料,测定小麦旗叶各项生理指标和产量性状。结果表明,叶面喷施CPPU能显著提高各个时期旗叶中叶绿素含量、可溶性蛋白含量和POD活性,但对旗叶中MDA含量和可溶性糖含量无显著影响。喷施CPPU对小麦单株粒重、千粒重和单产均无显著影响,但略高于对照。叶面喷施CPPU对小麦花前转运量、花前转运率、贡献率和穗重都无显著影响,但与对照相比略有增加。叶面喷施10mg/L CPPU能有效的延缓叶片衰老,提高光和作用速率,延长光合作用时间,提高产量。

【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S512.1