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《中国科学院研究生院(上海生命科学研究院)》 2006年
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响应水分胁迫的稻水孔蛋白

连红莉  
【摘要】:干旱缺水是全球农业面临的严重问题,也是制约我国农业和经济发展的重要因素,作物抗旱性已经成为植物逆境研究中的重要问题。为了探究作物的抗旱机制,本文研究了陆稻和水稻在水分胁迫下的不同形态和生理变化、陆稻和水稻质膜水孔蛋白家族基因对水分胁迫和ABA的不同响应,并运用转基因技术研究了水孔蛋白的生理功能,实验主要取得如下结果: (1)通过对陆稻(中旱3号)和水稻(秀水63)在20%PEG水分胁迫下的生理比较,研究了陆稻和水稻的不同抗旱生理机制。相对秀水63,相同强度的水分胁迫处理使中旱3号的叶片明显卷曲,同时,我们发现中旱3号的叶片含水量、相对累积蒸腾量较秀水63显著下降。汞离子是许多水孔蛋白的抑制剂,通过汞离子抑制实验可以初步验证水孔蛋白的功能。通过用水孔蛋白抑制剂HgCl2短时间处理陆稻和水稻的根系,在未受胁迫时,汞处理使中旱3号和秀水63的相对蒸腾量显著下降;在胁迫条件下中旱3号的蒸腾量显著受到抑制,而对秀水63的影响不大。水分胁迫处理使中旱3号和秀水63的叶片的渗透势下降幅度相似,秀水63根的渗透势的下降较中旱3号更为迅速和剧烈,说明在水分胁迫下,秀水63的根可能具有更强的渗透调节能力。胁迫处理显著地诱导了中旱3号叶片合成大量的脯氨酸,但在秀水63的叶和两者的根中脯氨酸的含量变化不大,推测脯氨酸为中旱3号叶片的渗透调节物质之一,而根的渗透调节可能是通过其他途径来完成。ABA是植物抗旱过程中的重要信号分子,在胁迫条件下植物体内大量积累ABA可以引起气孔关闭并增加根系的水导度从而提高植物的抗旱性。水分胁迫处理使中旱3号叶和根的ABA含量明显增加,而秀水63的叶和根的ABA含量基本不变。综合以上结果,陆稻(中旱3号)和水稻(秀水63)
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