水稻耐淹澇生理與分子機(jī)理研究.pdf

1、本論文首先以耐淹澇能力不同的19份品種為材料，優(yōu)化了水稻分蘗期耐淹能力的評價(jià)指標(biāo)體系，并對19份材料進(jìn)行了分蘗期耐淹能力評價(jià)。同時(shí)，比較研究了雜交稻與常規(guī)稻在不同淹澇強(qiáng)度處理后的生理生化變化。然后，以最耐淹材料和最敏感材料基礎(chǔ)，應(yīng)用mRNA差異顯示技術(shù)，探討耐淹基因的差異表達(dá)，并分離、克隆了差異基因。最后，以最耐淹材料和最敏感材料為親本進(jìn)行雜交，獲得F1和F2代群體，進(jìn)行了遺傳學(xué)和SSR分子標(biāo)記研究。主要研究結(jié)果如下： (1)水

2、稻分蘗期耐淹能力研究及不同淹澇強(qiáng)度對一些農(nóng)藝性狀的影響。結(jié)果表明：淹后葉片相對成活率和莖蘗耐淹能力評分可以作為評價(jià)水稻分蘗期耐淹能力的指標(biāo)，19個(gè)品種可劃分為耐淹、中性、敏感3種類型，確立了供試品種中最耐淹澇的材料是FR13A，最敏感的材料是IR39595-503-2-1-2。隨著淹澇強(qiáng)度的增加，淹后株高一般表現(xiàn)出矮-高-矮的變化，始穗期推遲的幅度為：敏感品種＞中性品種＞耐淹品種，對產(chǎn)量性狀的影響為：敏感品種＞中性品種＞耐淹品種。

3、 (2)在分蘗期對當(dāng)前湖南省普遍栽培的16個(gè)雜交稻和常規(guī)稻品種進(jìn)行不同淹澇強(qiáng)度處理后生理生化性狀的比較研究。結(jié)果表明：從葉片相對成活率的高低來看，雜交稻的耐淹澇能力明顯高于常規(guī)稻，隨著淹澇天數(shù)的增加，雜交稻和常規(guī)稻的株高都呈現(xiàn)出低-高-低變化規(guī)律，雜交稻出現(xiàn)最高株高的天數(shù)在淹澇處理4天，常規(guī)稻出現(xiàn)在淹澇處理2天。隨著淹澇天數(shù)的增加，雜交稻和常規(guī)稻的始穗期推遲的天數(shù)都增大，雜交稻推遲的天數(shù)幅度小于常規(guī)稻。隨著淹澇天數(shù)的增加，有效穗、實(shí)粒

4、數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量都降低，雜交稻下降的幅度小于常規(guī)稻。隨著淹澇天數(shù)的增加，雜交稻相對電導(dǎo)率上升的幅度小于常規(guī)稻。雜交稻丙二醛含量呈逐步上升，常規(guī)稻為先升高后急劇降低的變化趨勢。雜交稻脯氨酸含量上升的趨勢大于常規(guī)稻。 (3)運(yùn)用mRNA差異顯示技術(shù)(DDRT-PCR)對耐淹材料FR13A和敏感材料IR39595-503-2-1-2在淹澇脅迫下的基因差異表達(dá)狀況進(jìn)行分析。結(jié)果顯示：從40對引物中共擴(kuò)增出1428條片段，篩選到102

5、條在耐淹澇材料和敏感材料間差異明顯的基因片段，差異率為7.1﹪。其中有42條差異片段來自耐淹澇材料，有7個(gè)差異片段已通過Northern雜交驗(yàn)證在耐淹澇材料FR13A中表達(dá)，進(jìn)一步克隆測序并進(jìn)行數(shù)據(jù)庫比對分析表明：有4個(gè)與受到水分脅迫時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)答反應(yīng)和生理生化變化有關(guān)，其中一個(gè)與ATP結(jié)合蛋白的高度同源，3個(gè)與異檸檬酸酶脫氫酶，NADH2脫氫酶和乙醛酸轉(zhuǎn)移酶部分序列高度同源。其余3個(gè)為新的cDNA片段。同時(shí)，通過本實(shí)驗(yàn)室的快速銀染法和改

6、良的煮沸法回收差異片段技術(shù)優(yōu)化了mRNA差異顯示技術(shù)，使其更快速，更有效。 (4)應(yīng)用耐淹澇材料FR13A和淹澇敏感材料IR39595-503-2-1-2為親本做正反交獲得F1和F2代群體。對正反交的F1群體的耐淹澇性狀進(jìn)行遺傳分析，發(fā)現(xiàn)正反交的F1代群體在耐淹澇性狀上沒有顯著差異，說明耐淹澇性狀是核基因控制。從兩次淹澇處理中F2代群體的分離情況來看，來源于FR13A的耐淹特性表現(xiàn)出數(shù)量-質(zhì)量性狀遺傳的特點(diǎn)。當(dāng)淹澇脅迫壓力比較輕