水分脅迫下外源脫落酸提高甘蔗抗旱性的機理研究

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1、分類號UDC學學校代碼10593學號1031401002彥商火肇，，-q位論文水分脅迫下外源脫落酸提高甘蔗抗旱性的機理研究李長寧專業(yè)名稱作物栽培學與耕作學學院名稱農學院指導教師李楊瑞教授申請學位級別博士論文提交日期2012年6月論文答辯日期2012年5月25日學位授予日期答辯委員會主席楊清輝教授論文評閱人疊疊論文評閱人角砑廣西大學學位論文原創(chuàng)性和使用授權聲明IlIIIIIIIIIIIUllIIlY2408503本人聲明所呈交的論文，是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除已特別加以標注和致謝的地方外，論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含本人或他人為獲得廣

2、西大學或其它單位的學位而使用過的材料。與我一同工作的同事對本論文的研究工作所做的貢獻均己在論文中作了明確說明。本人在導師指導下所完成的學位論文及相關的職務作品，知識產權歸屬廣西大學。本人授權廣西大學擁有學位論文的部分使用權，即：學校有權保存并向國家有關部門或機構送交學位論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱，可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索和傳播，可以采用影印、縮印或其它復制手段保存、匯編學位論文。本學位論文屬于：口保密，在年解密后適用授權。囡不保密。(請在以上相應方框內打“√”)論文作者簽名：虧黼，指導教師簽名：彳粕沈作者聯(lián)系電話：18775392577日期：2細／

3、2．-．多．衫日期加，切‘，彳電子郵箱：lcn560@163．com廠。西大學博士學位論文水分脅迫下外源脫落酸提高甘蔗抗罩性的機理研究水分脅迫下外源脫落酸提高甘蔗抗旱性的機理研究摘要甘蔗是中國第一大糖料作物，甘蔗糖占我國食糖總產量90％以上，而我國甘蔗種植面積80％以上為丘陵旱地，蔗區(qū)農業(yè)水利條件較差，降水不均衡，土壤保水能力差，每年都面臨不同程度干旱威脅。選育抗旱性強、水分利用率高的甘蔗品種是我國甘蔗糖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證，但由于甘蔗遺傳背景復雜，通過常規(guī)雜交育種方法進行甘蔗遺傳改良所需周期比較長，亟需其它輔助手段解決甘蔗抗旱性問題。本研究選用甘蔗品種桂糖21號(GT21)，比較在進行水

4、分脅迫和脅迫加噴施外源脫落酸(ABA)處理條件下，甘蔗葉片內相關生理生化變化及其與抗旱性的關系，運用基因芯片比較兩處理條件下差異表達基因異同并篩選ABA誘導基因，對ABA合成及信號轉導過程關鍵基因進行克隆及表達分析，主要研究內容和結果如下：1．以GT21為材料，研究水分脅迫及脅迫加葉面噴施ABA對甘蔗內源ABA含量及相關生理生化指標的影響，結果表明，干旱及干旱加外施ABA條件下，甘蔗內源ABA含量水平上升，但干旱加ABA處理增幅更顯著，甘蔗葉片相對含水量隨著脅迫加劇而逐漸下降，外施ABA能提高甘蔗保水能力。水分脅迫下，甘蔗葉內脯氨酸、可溶性蛋白、H202、丙二醛(MDA)含量增加，ABA處理

5、能使?jié)B透調節(jié)物質含量處于更高水平，并降低MDA含量，緩解其積累給細胞帶來的傷害。水分脅迫及ABA處理均能提高GT21葉片中IAA含量而降低GA含量。ABA處理能防止葉綠素降解并對干旱引起的最大光能轉化效率(R／R)、最大光化學效率(Fv'／Fm’)、光系統(tǒng)II實際量子效率(PS2)下降有明顯緩解作用。在干旱條件下，H202積累伴隨著抗氧化系統(tǒng)相關酶CAT、GPX、GR和APX活性提高，ABA處理能進一步提高上述酶活性而使活性氧清除能力得到增強，表明在干旱條件下，外施ABA處理能增強甘蔗抗氧化防護系統(tǒng)，從而提高其抗旱性。2．以已發(fā)表的NCED蛋白序列保守區(qū)域為模板，設計簡并引物，運用RT-PC

6、R方法，從GT21中克隆得到NCED基因序列表達標簽后，采用RACE．PCR技術，擴增出該基因全長cDNA序列并命名為SoNCED。序列分析表明SoNCED全長2521bp，廣西大掌博士學位論文水分脅迫下外源脫落酸提高甘蔗抗旱性的機理研究包含長度為1827bp的開放閱讀框，編碼608個氨基酸，推導氨基酸序列分子量65．9kDa，等電點6．04，聚類分析表明其與玉米和高梁等同屬C4植物的NCED進化關系較近。生物信息學分析表明，SoNCED的N末端有典型葉綠體轉運肽結構，組成其基本二級結構的0【．helices、13-strands、13-propeller、與鐵離子結合起催化作用的組氨酸位點

7、，0【．helices結構中富含疏水氨基酸殘基等，性質高度保守。實時熒光定量PCR分析結果表明，25％PEG．6000模擬干旱脅迫處理、對照加ABA及干旱加ABA處理下，GT21葉片及根系SoNCED都隨著02-產生速率升高表達量顯著上升，并與ABA含量增長具有協(xié)同效應，表明SoNCED參與甘蔗葉片及根系內源ABA合成調控。3．應用安捷倫4×44K基因芯片研究水分脅迫及脅迫加葉面噴施ABA對甘蔗基因表達的影響