離體培養(yǎng)下氮素濃度對小麥籽粒蛋白質(zhì)和mRNA差異表達(dá)影響的研究.pdf

1、氮是植物生長發(fā)育過程中需要量最大的營養(yǎng)元素之一，是組成蛋白質(zhì)的必需化學(xué)元素，也是組成葉綠素、酶和多種維生素的成分，在維持生命活動(dòng)和提高作物產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)方面具有極其重要的作用。小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的形成與氮素營養(yǎng)密切相關(guān)。 為基本明確N對小麥產(chǎn)量、品質(zhì)性狀的影響，揭示小麥籽粒形成期氮素營養(yǎng)的吸收、利用、分配規(guī)律，探討小麥高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)達(dá)到最佳時(shí)的氮素濃度，初步闡述小麥氮素營養(yǎng)遺傳分子機(jī)制，為小麥的“三高”栽培和育種提供理論依據(jù)，我

2、們利用小麥穗離體培養(yǎng)方法，結(jié)合SDS-PAGE電泳技術(shù)、A-PAGE電泳技術(shù)、DD-RTPCR技術(shù)，對不同氮素濃度處理下的小麥產(chǎn)量性狀、品質(zhì)性狀、氮素吸收利用規(guī)律、小麥籽粒高分子量谷蛋白亞基(HMW-GS)形成規(guī)律和積累動(dòng)態(tài)、小麥籽粒醇溶蛋白表達(dá)差異及小麥籽粒基因的差異表達(dá)進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明： (1)氮素濃度與小麥產(chǎn)量性狀呈拋物線關(guān)系，氮素濃度從0開始增加時(shí)，小麥產(chǎn)量隨之增加，但當(dāng)?shù)貪舛仍鲋?.06％后，小麥產(chǎn)量反而呈下

3、降趨勢，從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)氮素濃度主要是通過影響小麥結(jié)實(shí)率、千粒重、小花數(shù)和小麥節(jié)間長度來影響小麥產(chǎn)量。 (2)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量隨氮素濃度增加而增加，氮素濃度主要影響球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，對小麥籽粒中的清蛋白幾乎無影響。 (3)結(jié)合小麥產(chǎn)量和品質(zhì)性狀以及小麥籽粒的氮素吸收、利用和分配規(guī)律，兼顧高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效的原則，小麥穗離體培養(yǎng)下的最佳氮素濃度為0.06％。 (4)氮素濃度不影響小麥籽粒HMW-GS的組成和形成

4、順序，但與小麥HMW-GS的形成時(shí)間和積累量呈顯著正相關(guān)，特別是亞基2。同時(shí)經(jīng)相關(guān)性分析和回歸分析發(fā)現(xiàn)亞基2和亞基12之間存在相互作用，亞基2影響亞基12對氮素的響應(yīng)。 (5)氮素影響小麥籽粒醇溶蛋白含量和表達(dá)時(shí)期，隨氮素濃度的增加，醇溶蛋白含量增加，表達(dá)時(shí)期提前。當(dāng)?shù)貪舛冗_(dá)0.12％時(shí)，分別在ω區(qū)和r區(qū)出現(xiàn)1條和2條特異表達(dá)帶，這三條特異帶的表達(dá)量隨氮素濃度的增高而增加。 (6)小麥氮素調(diào)控由多基因控制，試驗(yàn)中共發(fā)現(xiàn)