大穗型水稻籽粒灌漿期葉鞘物質(zhì)代謝及其相關(guān)性研究.pdf

1、稻草作為世界主要的農(nóng)副產(chǎn)品之一，可以作為畜牧業(yè)新的飼草資源，對(duì)世界草業(yè)科學(xué)的發(fā)展具有重要的意義。 本文以超大穗型水稻“金恢809”為實(shí)驗(yàn)材料，采用差異蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究其在籽粒灌漿期間，水稻秸桿對(duì)籽粒灌漿的影響，旨在揭示超大穗型水稻的源庫流灌漿機(jī)理，為有效地挖掘水稻高產(chǎn)潛力、促進(jìn)糧食增產(chǎn)、以及谷桿兩用稻的選育，提供重要的理論依據(jù)。 結(jié)果顯示，水稻葉片在籽粒灌漿期間，共有17個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)發(fā)生顯著變化，經(jīng)MALDI-TOF/M

2、S檢測(cè)及肽指紋圖譜(PMF)分析，其中12個(gè)蛋白質(zhì)的功能得到鑒定，分別涉及物質(zhì)的合成與降解，碳水化合物運(yùn)輸，植株抗氧化反應(yīng)，激素代謝，以及細(xì)胞骨架的構(gòu)建和組織成熟。具體表現(xiàn)為：核糖/半乳糖/甲基半乳糖苷運(yùn)輸ATP結(jié)合蛋白1在灌漿前中期參與葉片物質(zhì)向籽粒的運(yùn)輸：生長(zhǎng)素響應(yīng)蛋白IAA27通過調(diào)節(jié)ATPase活性影響葉片物質(zhì)運(yùn)輸；N-乙酰谷氨酸半醛脫氫酶在灌漿末期參與葉片體內(nèi)的多胺代謝；谷胱甘肽 S-轉(zhuǎn)移酶和Cu/Zn-超氧化物岐化酶在籽粒灌

3、漿后期的植物解毒和防御活性氧傷害中起著重要作用。此結(jié)果表明，大穗型水稻在灌漿前期和中期(0到14天)，葉片光合同化物質(zhì)在ATPase的作用下，供給籽粒灌漿需要；在灌漿前期到中后期(0到21天)，生長(zhǎng)素響應(yīng)蛋白IAA27對(duì)ATPase的調(diào)節(jié)作用逐漸加強(qiáng)：籽粒灌漿后期(第28d)，多胺代謝活動(dòng)加強(qiáng)，葉片的抗氧化酶代謝和泛素化作用也相應(yīng)加強(qiáng)，共同維持葉片的正常生理機(jī)能。由此可見，在水稻生育后期，葉片的功能性狀具有復(fù)雜的階段性轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。

4、 葉鞘在灌漿不同時(shí)期，發(fā)現(xiàn)23個(gè)差異表達(dá)蛋白，其中11個(gè)蛋白得到鑒定，分別參與葉鞘的光合作用，激素調(diào)節(jié)，物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，植株衰老的抗性反應(yīng)以及細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。表現(xiàn)為：α-亞基草酰乙酸脫羧酶、二磷酸核酮糖羧化酶小鏈、二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶和核酮糖α亞基結(jié)合蛋白參與葉鞘光合作用；生長(zhǎng)素響應(yīng)因子和牻牛兒基牻牛兒基二磷酸合酶與激素代謝相關(guān)；ADP-核糖基化因子1和液泡H+-ATPase與物質(zhì)運(yùn)輸相關(guān)；金屬硫蛋白II相似蛋白-1A與植株抗性反應(yīng)

5、相關(guān)；鋅指-C3HC4型家族蛋白參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；蛋白激酶在細(xì)胞新陳代謝和信號(hào)轉(zhuǎn)換進(jìn)程中起著重要作用。此結(jié)果表明，灌漿初期，葉鞘接收葉片的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具備“庫”的生理作用；灌漿前中期(0～21 d)，葉鞘又可以合成部分同化物質(zhì)，執(zhí)行“源”的生理功能；在整個(gè)灌漿期，葉鞘又作為物質(zhì)向籽粒運(yùn)輸?shù)耐ǖ?流)——轉(zhuǎn)運(yùn)同化物質(zhì)。葉鞘作為連接葉片和籽粒的通道，是葉片營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向籽粒運(yùn)輸?shù)闹匾Ｕ稀?籽粒在灌漿期間，有32個(gè)差異蛋白，其中27個(gè)得