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水稻矮生性和开花的植物激素调控

宋平  
【摘要】: 以携有不同半矮秆主基因(sd-l、sd-g、sd-n(t)、sd-t(t)、sd-lsd-g)的水 稻代表性品种、野败型、BT型细胞质核互作雄性不育系及其保持系和温敏细 胞核雄性不育系为试材,采用植物生长调节剂和其他化学试剂处理结合内源 激素、植物激素结合蛋白和呼吸强度测定等方法来探查水稻矮生性状表达和 开花的植物激素调控及其机理。 3×10~(-5)mol/L GA_3 (gibberellic acid,赤霉酸)明显促进半矮秆稻苗的叶 片和叶鞘伸长(60%-155%),6×10~(-6)mol/L IAA(indole-3-acetic acid,吲哚 乙酸)、每株100ng 24-epiBL(24-epibrassinolide,24-表油菜素内酯)仅轻微 促进稻苗叶伸长(20%左右),1×10~(-6)mol/L 5,6-Cl_2-IAA(5,6-Cl_2-indole-3-acetic acid,5,6-二氯吲哚乙酸)或4-Cl-IAA(4-chloro-indole-3-acetic acid,4-氯-吲哚 乙酸)轻微抑制稻苗叶伸长(6%-40%),1×1O~(-5)mol/L ABA(abscisic acid, 脱落酸)或1×1O~(-4)mol/L MeJA(methyl jasmonate,茉莉酸甲酯)能明显抑 制稻苗叶伸长(20%-60%)。(半)矮秆品种第二叶鞘对GA_3的敏感性明显强 于苗高对GA_3的反应,半矮秆基因在苗期对GA_3的敏感性顺序为:sd-l>sd-n(t) >sd-t(t)>sd-g,sd-g基因在sd-1对GA_3的反应中有抑制作用,sd-g对ABA 较敏感,sd-t(t)对IAA最敏感,sd-n(t)对IAA、24-epiBL不反应。水稻上部节 间伸长期,sd-1对GA_3强敏感(株高增率在20%以上),sd-g对GA_3不敏感。 GA_3促进稻苗叶片、叶鞘伸长需要IAA的存在,GA_3分别与ABA、MeJA有 拮抗作用,GA_3生物合成抑制剂:1×10(-4)mol/L烯效唑(S-3307)比6.7× 10~(-4)mol/L缩节安(1,1-dimethylperidinium chloride,DPC)更明显抑制水稻 幼苗叶伸长。除南京11以外其它(半)矮秆品种幼苗内源IAA含量都明显 低于高秆品种—南京6号,所有(半)矮秆材料内源ABA含量都明显高于 高秆品种,含sd-l或sd-n(t)的品种内源GA_(1+3)含量明显低于高秆品种,而含 sd-g或sd-t(t)的品种内源GA_(1+3)含量明显高于高秆品种,半矮秆品种幼芽GA 结合蛋白含量都低于高秆品种,尤其是含sd-g的品种;ABA结合蛋白含量 都高于高秆品种,这与它们对 GA、ABA的敏感性相吻合。南京 11是 GA 缺失的敏感性矮秆突变体,新桂透是GA不敏感矮秆突变体。半矮秆基因对 GA。响应需要 CaZ\CaM参与。 l叶 nunow水杨酸Galicylic acid,SA)能明显抑制 eJA诱导水稻开花, 而MeJA的再次处理能解除SA对MeJA诱导水稻雄性不育系开花的抑制效 应;0.5 mmoWIAA预先处理早用能轻微促进MeJA诱导不育系开花(开花 率增加 8个百分数L&4X 10”‘mollL 2’epiBL预处理能显著增强 MeJA对不 育系开花的诱导作用(开花串增加20个百分数* 而对于保持系,此效应不 明显:高浓度乙烯抑制MeJA的诱导作用,但乙烯作用抑制剂-A吵O3处理 的结果表明MeJA诱导水稻开花部分需要乙烯作用。醋酸、COZ诱导水稻开 花的滞后期(处理至出现开花时间)(SInin)明显短于MalA的作用 (3-40min)。外源 MeJA能促进不育系颖花呼吸作用(提高 30%左右),且 呼吸作用COZ释放的动态过程与开花进程相同步。MeJA对水稻开花的诱导 作用主要依赖于糖酵解 梭酸循环(EMP-TCACL也依赖于细胞色素途径 和交替途径,以提供能量 ^rs。c4”c咖参与 cuA诱导水稻开花。


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