水稻耐熱性生理機(jī)理和耐熱資源的鑒定與篩選.pdf

1、水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的糧食作物之一,是全球近一半人口賴以生存的基本食糧,尤其是亞洲、非洲以及拉丁美洲等一些發(fā)展中國(guó)家。水稻是我國(guó)65％以上人口的主糧,保障水稻生產(chǎn)對(duì)確保我國(guó)糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有十分重要的戰(zhàn)略意義。高溫已經(jīng)成為水稻產(chǎn)量的主要限制因素,且其影響由于全球溫室效應(yīng)的加劇而在進(jìn)一步擴(kuò)大。因此,開(kāi)展水稻耐高溫研究以及選育水稻耐高溫品種對(duì)穩(wěn)定水稻產(chǎn)量具有重要的意義。在蛋白質(zhì)水平上研究高溫脅迫下水稻

2、基因的表達(dá)調(diào)控機(jī)制,可以更直接地找出與高溫脅迫相關(guān)的基因群,進(jìn)一步揭示高溫對(duì)水稻的傷害機(jī)制和水稻對(duì)高溫的響應(yīng)機(jī)制。本研究在抽穗開(kāi)花期和苗期高溫篩選試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,探討了高溫對(duì)水稻結(jié)實(shí)率和苗期葉片生長(zhǎng)的影響,比較了不同水稻品種的耐熱性差異,并從生理學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)上鑒定和分析了耐熱水稻品種的耐性機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.對(duì)72個(gè)來(lái)自不同國(guó)家和地區(qū)的水稻品種進(jìn)行抽穗開(kāi)花期高溫處理(40℃/35℃,14h/10h,12d),記錄

3、結(jié)實(shí)率。兩年試驗(yàn)結(jié)果都表明高溫嚴(yán)重降低結(jié)實(shí)率,且基因型之間存在著顯著差異。苗期高溫處理顯示:高溫顯著降低葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)、株高、根長(zhǎng)和生物量;敏感基因型較耐熱基因型受影響更大。同時(shí),高溫脅迫導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化作用,表現(xiàn)為丙二醛含量增加和超氧化物歧化酶活性提高。與敏感基因型相比,耐熱基因型丙二醛增加量小,超氧化物歧化酶活性增加量大。從供試材料中鑒定到,春江06、密陽(yáng)46和京系17為高耐熱基因型:而明恢63、Kasalath和IRA

4、T4217為高熱敏感基因型。
　　 2.對(duì)耐熱基因型密陽(yáng)46和熱敏感基因型明恢63進(jìn)行生理學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究。結(jié)果表明,無(wú)論是苗期還是抽穗開(kāi)花期,3d高溫處理都造成結(jié)實(shí)率、SPAD值、株高、根長(zhǎng)和生物量的下降,丙二醛、過(guò)氧化氫、超氧陰離子含量的增加和超氧化物歧化酶活性的提高。以上各種生長(zhǎng)和生理參數(shù)均以明恢63受影響要大于密陽(yáng)46。蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)果為,高溫使光合作用相關(guān)蛋白、能量類蛋白、代謝類蛋白表達(dá)量下降,抗逆相關(guān)蛋白表達(dá)量上