不同基因型水稻對低磷脅迫的生理響應.pdf

1、土壤磷素不足是制約水稻生長的主要因素之一，篩選和選育磷高效基因型水稻是緩解磷礦資源缺乏和提高磷肥利用率的有效途徑之一。研究和闡明水稻適應低磷脅迫的營養(yǎng)生理機理及分子機制對培育磷高效水稻具有十分重大的意義。本研究在以往研究的基礎(chǔ)上，以不同磷效率基因型水稻為材料，通過大田和水培試驗研究不同基因型水稻的光合特性，以及低磷脅迫下稻株的酸性磷酸酶活性和內(nèi)源激素的影響，此外克隆了2個磷酸轉(zhuǎn)運蛋白基因，并初步研究該類型基因的表達，主要研究結(jié)果如下：

2、 1.采用大田試驗，對低磷脅迫下不同基因型水稻研究表明，相對分蘗數(shù)、相對干物重、相對有效穗以及相對單株產(chǎn)量是進行全生育期耐低磷篩選和綜合評價的理想指標。低磷處理降低了磷高效基因型水稻葉片光合速率和氣孔導度，但葉片胞間CO2濃度有所上升，表明低磷脅迫對該類型水稻光合速率的抑制作用主是由非氣孔因素引起的。低磷脅迫使不同基因型水稻的初始熒光產(chǎn)量(Fo)上升，可變熒光產(chǎn)量(Fv)、最大熒光產(chǎn)量(Fm)、原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)、光合

3、系統(tǒng)Ⅱ的潛在活性(Fv/Fo)、可變熒光淬滅(△Fv/Fo)、量子產(chǎn)額(yield)、表觀電子傳遞速率(ETR)等葉綠素熒光動力學參數(shù)的降低，從而導致光合作用潛在活力下降、光合鏈中的電子傳遞受阻、類囊體質(zhì)子梯度下降、同化力減少，最終影響光能轉(zhuǎn)化及其產(chǎn)量形成。而磷高效基因型水稻在此過程中其光合結(jié)構(gòu)受破壞程度較低，具有較強的恢復能力和協(xié)調(diào)適應能力，表現(xiàn)較強的抗逆性，從而表現(xiàn)出較高的光合特性。 2.水培試驗結(jié)果表明，低磷脅迫促使水稻根

4、系、葉片以及根系分泌酸性磷酸酶活性增加，但不同耐低磷品種其不同組織部位增加幅度不同，表明磷高效基因型水稻適應低磷的機制不同。低磷脅迫下磷高效基因型水稻內(nèi)源激素含量分析表明，低磷脅迫促使水稻體內(nèi)ABA、GA3、IAA含量提高，ZR含量下降，但不同基因型水稻其體內(nèi)激素含量變化不一，說明不同磷高效基因型通過調(diào)節(jié)各自體內(nèi)激素含量變化以適應低磷脅迫。不同激素的比值分析表明，低磷條件下磷高效基因型水稻通過體內(nèi)各種激素平衡的改變來調(diào)節(jié)其適應低磷脅迫的

5、能力。 3.利用RT-PCR方法，從受低磷脅迫處理7天的磷高效基因型品種IR71331根系cDNA中克隆到2個磷酸轉(zhuǎn)運蛋白基因，命名為OSPTF1和OSPTF2。序列分析表明與其它植物物種磷酸轉(zhuǎn)運基因的同源性在74％以上。OSPTF2推導氨基酸序列中含有編碼HLH類轉(zhuǎn)錄因子的保守結(jié)構(gòu)域，而OSPTF1推導氨基酸序列缺失該保守結(jié)構(gòu)域。半定量RT-PCR分析表明不論在低磷還是在正常供磷條件下OSPTF2基因在IR71331、IR20