大豆抗旱突變體耐旱機(jī)理研究

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1、分類號(hào)：?jiǎn)挝淮a：10193密級(jí)：學(xué)號(hào)：2009750博士學(xué)位論文大豆抗旱突變體耐旱機(jī)理研究Mechanismofdroughttoleranceinadrought-resistantsoybeanmutant作者姓名：莫金鋼專業(yè)：作物生物技術(shù)研究方向：生物技術(shù)在作物生產(chǎn)中的應(yīng)用指導(dǎo)教師：王丕武教授所在學(xué)院：生命科學(xué)學(xué)院2015年6月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝所列內(nèi)容外，論文中不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一

2、同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本學(xué)位論文所有內(nèi)容若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)一切相關(guān)法律責(zé)任和后果。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日關(guān)于論文使用授權(quán)的聲明1、本人完全了解吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間所完成的論文及相關(guān)成果的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)所有，并同意將本論文的版權(quán)授權(quán)給吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。2、本人（同意/不同意，務(wù)必打印后填寫）吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)將本論文版權(quán)授權(quán)給不同媒體進(jìn)行電子出版、多媒體出版、網(wǎng)絡(luò)出版

3、以及其他形式出版（涉密學(xué)位論文解密后應(yīng)遵守此協(xié)議）。3、本人聲明畢業(yè)后若發(fā)表在攻讀研究生學(xué)位期間完成的論文及相關(guān)的學(xué)術(shù)成果，必須以吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)作為第一署名單位。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日摘要大豆（Glycinemax(L.)Merr.）是全球范圍內(nèi)主要的油料和蛋白作物，也是世界上最重要的商品之一。它可以為人們提供大量的植物食用油、微量元素和礦物質(zhì)，同時(shí)也被廣泛用作人類食物、動(dòng)物蛋白飼料和工業(yè)原料等，如此廣泛的用途使得它已成為全球廣泛種植的作物，而且全世界對(duì)大豆的需求量還在不斷的增加。然而，干旱已成為導(dǎo)致作物減產(chǎn)的最主要的環(huán)境因素，也嚴(yán)重制約著大豆的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)

4、，因此，研究干旱對(duì)大豆的影響以及大豆對(duì)干旱的應(yīng)答機(jī)制，對(duì)選育耐旱性新品種具有重要意義。突變體是功能基因組學(xué)研究的重要材料，廣泛應(yīng)用于作物的形態(tài)特征、組織結(jié)構(gòu)和生理性狀與基因的連鎖分析及其相關(guān)功能基因的克隆和研究。本論文以大豆抗旱突變體M18及其野生型大豆吉農(nóng)18（JN18）為試驗(yàn)材料，利用不同濃度的聚乙二醇（PEG-6000）溶液模擬不同程度的干旱脅迫條件，采用砂培法研究了大豆在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)，同時(shí)，運(yùn)用RNA-Seq技術(shù)對(duì)其苗期根系轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了分析，探討了抗旱突變體M18的耐旱機(jī)理，主要研究結(jié)果如下：1．在不同程度的干旱脅迫條件下，對(duì)大豆種子萌發(fā)特征與幼苗生長(zhǎng)狀況進(jìn)行了

5、研究，結(jié)果表明，干旱脅迫對(duì)大豆種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)均有一定的抑制作用，M18和JN18種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及幼苗的主根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)、側(cè)根總長(zhǎng)、根重和胚芽長(zhǎng)均隨著PEG處理濃度的增加而下降。在5%～20%PEG處理下，M18種子的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和側(cè)根數(shù)顯著高于JN18（P＜0.05）；15%PEG處理下，M18幼苗主根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)、側(cè)根總長(zhǎng)和側(cè)根重等指標(biāo)均極顯著高于JN18（P＜0.01）。干旱脅迫下，M18種子具有較高的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，幼苗根系發(fā)達(dá)，并且具有較強(qiáng)的抗旱性。2．對(duì)M18和JN18苗期進(jìn)行抗旱性研究，測(cè)定其在不同程度干旱脅迫條件下的形態(tài)指標(biāo)和生理生化特性

6、。結(jié)果表明，隨著干旱脅迫程度的不斷加重，M18和JN18植株的主根長(zhǎng)、一級(jí)側(cè)根數(shù)、側(cè)根總長(zhǎng)度、根干重和總?cè)~綠素含量等先升高后降低，株高、冠干重及葉片相對(duì)含水量（RWC）等則逐漸降低，而根冠比、脯氨酸（Pro）含量、可溶性糖（SS）含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性和過氧化物酶（POD）活性等隨著干旱脅迫程度的加劇逐漸升高。在相同濃度PEG處理下，M18的根干重均極顯著高于JN18（P＜0.01），根體積、株高、冠干重和Pro含量均顯著高于JN18（P＜0.05）。由此表明，M18苗期具有強(qiáng)大的根系和生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，并且結(jié)合一定生理生化調(diào)節(jié)能力而表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱能力，同時(shí)，也表

7、明地上部的生長(zhǎng)發(fā)育與根系的生長(zhǎng)狀況密切相關(guān)。3．對(duì)M18和JN18在開花期的抗旱性研究表明，M18和JN18植株的株高、主莖節(jié)數(shù)和冠干重隨著干旱脅迫程度的不斷加劇而逐漸減小，主根長(zhǎng)、一級(jí)側(cè)根數(shù)、側(cè)根總長(zhǎng)度、I根體積和根干重則隨著干旱脅迫程度的不斷加強(qiáng)而先增加后減少，表明輕度干旱脅迫能促進(jìn)大豆植株的根系生長(zhǎng)；在相同濃度PEG處理下，M18的側(cè)根總長(zhǎng)度、根體積、根干重和根冠比略高于JN18，但均未達(dá)到顯著差異（P