收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

油菜素内酯对低温胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长特性的调控机制

周伟江  
【摘要】:低温冷害是一种在世界范围内广泛存在的自然灾害之一,已经成为了限制人类农业生产活动的主要因素之一。水稻是我国最重要的粮食作物之一,受温度因素的影响非常大。在湖南双季稻稻作区,早稻苗期气温的不稳定,使其更容易遭遇低温胁迫伤害。油菜素内酯是一类广泛存在于植物体中生理活性非常强的植物激素,是一类高效广谱型的植物生长调节物质,可以提升作物的抗逆性、调节作物的根系形态以及改善作物叶倾角的激素。目前主要通过浸种、叶面喷施、培养基中添加等方式研究油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)的生理功能,且在部分农作物的生产中已经得到了应用。BR浸种可以促进逆境胁迫下种子的萌发,同时喷施2-4,表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)可以通过促进植株的光合作用、增强抗氧化酶活性、提高水分利用率和抑制膜脂过氧化反应等途径,来缓解盐碱、干旱、低温、高温、病虫害等逆境环境对植株的伤害。本研究以早稻品种‘湘早籼45号’为试验材料,试验共设置7个处理,研究其低温胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的低温耐受性,并通过转录组分析,解析其分子调控途径。研究结果如下:1.低温胁迫抑制水稻种子萌发及幼苗生长,而喷施EBR可以极大缓解低温胁迫对其生长的抑制作用。种子萌发以0.001μmol·L~(-1)EBR处理效果最好,而幼苗生长则以1.0umol·L~(-1)EBR效果最佳。2.低温胁迫抑制了水稻幼苗根系的生长,而喷施适宜浓度的EBR可以极大缓解低温胁迫的抑制作用,其中以1.0 umol·L~(-1)EBR处理效果较好,根系长度、投影面积、像素面积、表面积、体积、连接数以及根尖数均显著高于对照,分别比低温对照(CK2)提高34.29%、13.67%、29.05%、25.07%、14.42%、32.03%、42.51%。3.低温胁迫会引起泡状细胞失水,导致水稻叶片发生卷曲,而喷施EBR可以降低泡状细胞失水,降低叶片的卷曲程度。4.低温胁迫提高了水稻幼苗芽和根抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量,抑制了可溶性蛋白的积累;而喷施EBR可以提高抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量,降低了MDA含量。当以0.1μmol·L~(-1)EBR处理水稻种子后,低温胁迫下水稻幼芽体内抗氧化酶活性最高;而对于水稻幼苗来说,1.0 umol·L~(-1)EBR处理水稻幼苗,其体内抗氧化酶活性最高。5.低温胁迫引起植物发生光抑制现象,使水稻幼苗光合效率下降,而喷施EBR可以提高水稻幼苗的光合作用。随着低温处理时间延长,水稻幼苗的暗适应下最大荧光(Fm)、光适应下最大荧光(Fm')、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/Fo)、光化学猝灭系数(qP)以及电子传递效率(ETR)均呈现下降趋势,至24h分别降低56.22%、66.35%、13.27%、40.63%、17.57%、46.85%,初始荧光(Fo)和非光化学猝灭系数(NPQ)均呈现上升趋势,至24h分别升高16.27%、44.74%。6.转录组分析结果表明,低温条件(4℃)喷施EBR处理与低温对照相比,其有585个差异基因,其中有217个上调,有368个下调;通过差异表达分析,发现其主要通过改变水稻幼苗细胞膜、质膜的组成成分,从而保护低温胁迫下细胞线粒体的结构和功能,提高植物的转运效率,进而促进水稻幼苗生长。正常温度(25℃)喷施EBR处理与低温条件(4℃)喷施EBR处理相比,其有9834个差异基因,有6069个上调,有3765个下调;通过差异表达分析,发现其水稻幼苗细胞膜与质膜的内在组成成分也发生了改变、物质运输与光合作用效率加快,进而缓解了低温胁迫对生长的抑制作用,促进水稻幼苗的生长。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 罗亚平,刘杰,蔡湘文,何春梅;铜对水稻种子萌发和生长的影响[J];广西农业科学;2005年04期
2 刘燕;姚媛媛;杨越超;程冬冬;李珊;王晓琪;孙磊;;小分子有机酸钾对水稻种子萌发和幼苗生长的影响[J];植物营养与肥料学报;2019年12期
3 马忠明,孙宝腾,李淑兰;Cu~(2+)对水稻幼苗某些生理特性的影响[J];临沂师范学院学报;2000年03期
4 张涵彤;何巧;倪妍霞;黄思琦;马有宁;林晓燕;;锌对水稻幼苗镉积累及抗氧化系统的影响研究[J];农产品质量与安全;2019年01期
5 刘惠娜;钟东方;许良政;;低温胁迫下镧对水稻种子萌发的影响[J];嘉应学院学报;2007年03期
6 赵婷;铁柏清;杨佘维;孙健;;水稻种子及幼苗对钛、铬、钒的抗性研究[J];西南农业学报;2007年04期
7 王三根,黄昀,吕俊;中药青蒿提取液对水稻种子和幼苗的生理效应[J];种子;2003年03期
8 王爱国;关云凌;刘淑娴;罗和年;;氧和二氧化碳对水稻萌发的影响[J];植物生理学通讯;1981年02期
9 朱金文;魏方林;陆小磊;朱国念;;五氟磺草胺对水稻种子萌发及幼苗生长的影响[J];农药学学报;2006年02期
10 王晨光,王希,苍晶,杨丽娟;低温胁迫对水稻幼苗抗冷性的影响[J];东北农业大学学报;2004年02期
11 路运才;黄雅曦;杜景红;;硅处理条件下水稻幼苗对低温胁迫的生理响应[J];黑龙江科技信息;2014年31期
12 罗晟;赵泽文;任新宇;魏宏宇;马雅静;潘起涛;李荣同;龚国胜;程新;;屎肠球菌胞外多糖对镉胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响[J];农业环境科学学报;2020年09期
13 周爱清,骆炳山,任筱波;油菜素内酯对水稻幼苗生长及耐冷性的影响[J];华中农业大学学报;1987年01期
14 李进;;低温胁迫下水稻幼苗抗寒生理指标分析[J];安徽农学通报;2014年12期
15 张书艮;黄群策;赵帅鹏;陈雪能;李林玉;;不同接种时间对低能N~+处理水稻幼苗抗氧化物的影响[J];湖北农业科学;2012年12期
16 方芳,王明鑫,陈秉初,叶惠良,江和;热击处理对水稻种子萌发和活力的影响[J];浙江师大学报(自然科学版);1998年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张文会;郭尚敬;;紫外光对水稻种子发芽及幼苗的影响[A];山东省植物生物学研究进展学术年会论文集[C];2006年
2 何平;熊建平;黄洁芬;黄赞;陈信;;强电场辐射丰优191水稻种子的农艺性状及幼苗蛋白质的研究[A];中国物理学会第十八届全国静电学术会议会议论文集——高压放电:从灾害防护到新技术应用[C];2013年
3 陈信;康珏;何平;熊建平;;水稻种子强电场电离处理酶活性的影响[A];第十三届中国科协年会第17分会场——城乡一体化与“三农”创新发展研讨会论文集(下)[C];2011年
4 杨立明;陈露;徐慧芳;罗玉明;;低温胁迫对不同基因型水稻幼苗生理与蛋白组的影响[A];生态文明建设中的植物学:现在与未来——中国植物学会第十五届会员代表大会暨八十周年学术年会论文集——第3分会场:植物分子生物学与基因组学[C];2013年
5 李欣欣;;水稻种子生产中的质量控制技术[A];第五届世纪之星创新教育论坛论文集[C];2016年
6 张瑛;宣红;佘德红;吴跃进;;水稻种子高温高湿人工加速老化实验方法研究[A];2009年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2009年
7 曲乐庆;刘文献;李文静;董祥柏;徐秀苹;宋艳茹;;非编码序列对水稻种子中基因表达的调控作用[A];植物分子生物学与现代农业——全国植物生物学研讨会论文摘要集[C];2010年
8 梅曼彤;庄楚雄;卫增泉;颉红梅;杨百瑞;骆艺;王旭杰;赵均良;;神州三号搭载水稻种子的诱变效应及辐射剂量分析[A];中国空间科学学会空间生命专业委员会2003年中国空间生命科学与航天医学会议论文摘要集[C];2003年
9 骆艺;王旭杰;庄楚雄;卫增泉;颉红梅;周峰;姚涓;梅曼彤;;水稻种子空间搭载的诱变及基因组变化研究[A];第十次中国生物物理学术大会论文摘要集[C];2006年
10 周静;王园秀;吴晓玉;;冠毒素对水稻种子萌发的影响[A];2007年全国植物生长物质研讨会论文摘要汇编[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王州飞;盐和低温胁迫下水稻种子萌发的遗传研究[D];南京农业大学;2010年
2 熊雨飞;水稻种子特异表达核因子Y(NF-Y)转录因子的功能和分子机理研究[D];华中农业大学;2019年
3 付玉营;亚精胺调控杂交水稻种子质量与耐热性的机理研究[D];浙江大学;2019年
4 REBECCA NJERI DAMARIS;盐胁迫的非洲水稻幼苗蛋白质组分析和MYB转录因子(OsMybcc-1)参与水稻种子萌发的研究[D];中国科学院大学(中国科学院武汉植物园);2019年
5 刘莉;盐胁迫下植物激素对水稻种子萌发及幼苗根系生长的调控机理研究[D];华中农业大学;2018年
6 李春生;水稻种子耐贮藏相关性状QTL分析及育种利用评价[D];南京农业大学;2016年
7 张莉平;在水稻种子中高效表达重组抗胰蛋白酶及其对胚乳发育的影响[D];武汉大学;2013年
8 尹广鹍;水稻种子活力关键节点线粒体损伤的分子机理[D];中国农业科学院;2015年
9 韩超;水稻种子萌发的蛋白质组学研究[D];中国科学院研究生院(武汉植物园);2014年
10 靖飞;产业链视角下江苏省水稻种子产业发展研究[D];南京农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周伟江;油菜素内酯对低温胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长特性的调控机制[D];湖南农业大学;2019年
2 李微;盐胁迫对水稻种子萌发及幼苗生长的影响[D];中国农业科学院;2011年
3 赵巍;硒促进水稻种子萌发的生理机制初探[D];河南科技大学;2011年
4 韩娜;抗氰呼吸途径在水稻幼苗低温胁迫和黄化水稻幼苗转绿过程中的作用[D];兰州大学;2009年
5 金文玲;水稻种子近红外吸收光谱分析及检测研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2020年
6 刘晶;H_2S调节萌发水稻种子中淀粉酶响应干旱胁迫的生理效应[D];海南大学;2017年
7 曲歌;基于近红外光谱数据的水稻种子活力预测模型研究[D];黑龙江八一农垦大学;2019年
8 彭丽君;水稻种子鉴别的近红外光谱快速无损分析[D];暨南大学;2018年
9 付求来;不同贮藏条件对水稻种子萌发及生理生化指标的影响[D];安徽农业大学;2018年
10 李冬;基于图像的稻花香水稻种子鉴别方法的研究[D];黑龙江八一农垦大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 水清;治水稻幼苗期灰飞虱:拌种比浸种好[N];江苏农业科技报;2006年
2 本报记者 孙翠翠 实习生 王伟;从一粒水稻种子说起[N];吉林日报;2018年
3 江苏省植保植检站;“药等病虫”,抓好水稻种子药剂处理[N];江苏农业科技报;2019年
4 记者 张珂;我省水稻种子质量控制技术研发获重大突破[N];云南经济日报;2019年
5 湖北日报全媒记者 郭习松 通讯员 勾晓丽 李晓婷;水稻种子今年为何卖不动[N];湖北日报;2019年
6 本报记者 李锐;丁绍文:每百粒水稻种子中就有一粒文军制种[N];农民日报;2019年
7 记者 赵烨;全市优质水稻种子主导产品发展推进会召开[N];绵阳日报;2018年
8 熊菲菲;水稻种子的药剂处理技术[N];农资导报;2018年
9 ;玉米水稻种子“供过于求”重新加剧[N];农民日报;2016年
10 水稻栽培专家 凌风楼;水稻种子催芽方法[N];吉林农村报;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978