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多倍体水稻幼苗耐盐生理指标的测定及osDH基因表达量研究

作　者: 涂翼
导　师: 何玉池
学　校: 湖北大学
专　业: 细胞生物学
关键词: 多倍体水稻盐胁迫超微结构 osDH基因 RealTime-PCR
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

土壤盐渍化是危害世界农业的一个重要的环境因素。土壤中高浓度的盐分会使离子失衡、氧化伤害、水分亏缺、营养缺乏,并导致生物大分子被破坏、植株生长迟缓、甚至死亡,进而导致产量的降低。关于植物耐盐性机理研究以及耐盐作物品种的选育已经成为近年来植物研究领域和生物技术领域的研究热点。国内外学者对盐分对植物的伤害、植物耐盐的机理等进行了研究,并克隆了一批经试验验证耐盐性得到提到的转耐盐相关基因的植株。本实验以HN2026-2X、HN2026-4X、日本晴-2X和日本晴-4X这4个水稻品种作为研究材料,分别在发芽期和幼苗期进行了耐盐特性鉴定,以期探明多倍体化对水稻耐盐特性的影响；以水稻幼苗为材料,分别对地上部分和地下部分的耐盐指标进行了统计分析；观察了NaCl胁迫下水稻根显微结构和超微结构的变化；并对NaCl胁迫下转录因子osDH基因的表达情况进行了初步的探索。通过实验得出如下结论：(1)50mmol/LNaCl溶液胁迫使四个品种水稻种子的发芽率有显著下降,对发芽势则有非常强烈的抑制作用。盐处理后HN2026-4X的发芽率从91.80%下降到81.57%,发芽势则从80.20%下降到28.10%。(2)在150mmol/LNaCl溶液胁迫下,水稻的茎叶高、鲜重、干重、叶长、叶宽等指标均显著降低。其中,盐胁迫下HN2026-4X和日本晴-4X幼苗的各项抑制率与对应的二倍体差异显著,盐胁迫对二倍体水稻幼苗地上部分的生长抑制率明显大于四倍体水稻。(3)NaCl胁迫对HN2026-2X根长的抑制率达到95.08%,根鲜重、干重、根数目也受到盐胁迫的抑制。从根冠比看,日本晴-4X的地上部生长受抑制最严重。其中,盐胁迫对HN2026-4X影响最小,对HN2026-2X影响最大。(4)NaCl胁迫导致4种水稻幼苗脯氨酸含量在根、冠部均显著增加。其中,水稻地上部分脯氨酸含量高盐胁迫后变化率小,地下部分则刚好相反。盐胁迫后,口本晴-2X的地上部分脯氨酸含量最高,HN2026-2X地下部分含量最高。(5)盐胁迫后,幼苗中根、冠可溶性糖含量显著升高。其中,盐胁迫后HN系列地上部分可溶性糖含量高于地下部分,差异明显。日本晴系列中则根、冠差异不明显。(6)通过观察NaCl胁迫下的水稻幼苗根解剖结构,发现150mmol/LNaCl处理3天的水稻根部的通气组织开始发生崩溃,5天后崩溃更加明显,同时可以观察到外表皮周围薄壁细胞的代偿性增厚。而根部中心的韧皮部和木质部细胞没有观察到明显变化。电镜观察超微结构可以观察到盐胁迫导致的根部细胞内细胞器和细胞核变形裂解等情况。(7)试验采用荧光定量PCR方法,对盐处理3天和5天的水稻幼苗的地上部分和地下部分osDH基因进行转录水平上的定量分析。结果显示,盐处理后osDH基因在水稻幼苗的地上部分和地下部分的表达量均显著上升。其中,盐胁迫3天和5天的水稻幼苗中,地上部分osDH基因表达量最高的品种均为□本晴-4X,地下部分osDH基因表达量最高的水稻品种均为HN2026-4X。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第一部分文献综述  11-20
  1.1 盐胁迫对植物的伤害  11-12
    1.1.1 渗透胁迫  11
    1.1.2 离子毒害  11-12
    1.1.3 营养不平衡  12
  1.2 植物耐盐机制及其相关基因  12-14
    1.2.1 生理适应机制  12
    1.2.2 分子生物学水平的适应机制  12-14
  1.3 水稻及多倍体植物耐盐研究进展  14-17
    1.3.1 水稻耐盐研究进展  14-16
    1.3.2 多倍体植物耐盐研究进展  16-17
  1.4 DNA解旋酶和osDH基因  17-19
    1.4.1 DEXD box DNA解旋酶  17-18
    1.4.2 osDH基因(PDH47)的选择  18-19
  1.5 本研究的目的和意义  19-20
第二部分材料与方法  20-23
  2.1 实验材料  20
    2.1.1 水稻材料  20
  2.2 主要试剂及仪器  20-21
    2.2.1 主要试剂  20
    2.2.3 主要工具酶及分子生物学试剂  20
    2.2.4 主要仪器  20-21
  2.3 试验用材料处理方法  21-22
    2.3.1 种了萌发期耐盐性的统计  21
    2.3.2 幼苗期耐盐性的统计  21
    2.3.3 树脂切片制备和电镜观察  21-22
  2.4 试验方法  22
  2.5 试验中涉及到的引物  22-23
第三部分实验结果与分析  23-39
  3.1 水稻种子萌发时期耐盐特性的鉴定  23
    3.1.1 盐胁迫对四个品种水稻种子发芽势和发芽率的影响  23
  3.2 水稻幼苗生长时期耐盐特性的鉴定  23-31
    3.2.1 盐胁迫对水稻苗期地上部分各项生理指标的影响  23-25
    3.2.2 盐胁迫对水稻地下部分各项生理指标的影响  25-26
    3.2.3 盐胁迫后水稻幼苗不同器官脯氨酸的含量变化  26-28
    3.2.4 盐胁迫后水稻幼苗不同器官丙二醛(MDA)的含量变化  28-29
    3.2.5 盐胁迫后水稻幼苗不同器官可溶性糖的含量变化  29-31
  3.3 NaCl胁迫对水稻根解剖结构影响的比较分析  31-35
    3.3.1 NaCl胁迫后稻根结构变化  31-33
    3.3.2 NaCl胁迫后稻根超微结构变化  33-35
  3.4 水稻耐盐胁迫相关基因osDH的表达研究  35-39
    3.4.1 osDH的选择和克隆  35-36
    3.4.2 盐胁迫下osDH基因的表达量分析  36-39
第四部分讨论与展望  39-42
  4.1 盐胁迫对种了萌发的影响  39
  4.2 盐胁迫对水稻幼苗生长的影响  39
  4.3 盐胁迫对稻根解剖结构和超微结构的影响  39-40
  4.4 耐盐胁迫对水稻幼苗中osDH基因表达量的影响  40-41
  4.5 存在的问题与后续工作的展开  41-42
参考文献  42-50
致谢  50-51
附录Ⅰ  51-54
附录Ⅱ  54

多倍体水稻幼苗耐盐生理指标的测定及osDH基因表达量研究

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