化感水稻抑草作用對干旱脅迫響應的差異蛋白質組學研究.pdf

1、植物化感作用(Allelopathy)是指一種活體植物(供體)產生并通過揮發(fā)(Volatilization)、淋溶(Leaching)、分泌(Exudates)和分解(Decomposition)等方式環(huán)境釋放某些化學物質而影響其他植物(受體)的生長和發(fā)育的化學生態(tài)學現(xiàn)象。利用植物化感作用抑制田間雜草被認為是21世紀可持續(xù)農業(yè)的重要生物技術之一，揭示植物化感作用的調控機理已成為當前植物生物學領域的研究熱點之一。水稻化感作用及其調控機理是

2、植物化感作用研究的重要內容。 本課題組前期研究表明，水稻對干旱脅迫相當敏感，干旱脅迫條件下，水稻化感作用明顯增強，產量亦明顯降低。揭示水稻干旱脅迫條件下化感作用增強的分子機理，對培育抗旱、抑草能力俱佳的優(yōu)良水稻品種具有重要意義。本研究以強化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont為材料，在苗期進行干旱脅迫處理，通過調查不同土壤水分條件下，強化感潛力水稻PI312777和弱化感水稻Lemont抑草能力的變化，同時提取水稻葉片

3、和根系的蛋白質，分析其差異表達蛋白質，并應用熒光定量PCR方法在RNA表達水平上加以驗證相關基因表達變化，取得的主要結果如下： (1)在干旱脅迫處理條件下，化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont的抑草能力明顯增強，化感水稻對田間雜草的控草效應顯著高于非化感水稻。 (2)差異蛋白質組學分析顯示，干旱脅迫處理條件下，兩種水稻根系中有23個蛋白質發(fā)生差異表達，其中22個根系蛋白鑒定，主要是：ATP合成酶、熱激蛋白70

4、、組氨酸激酶、谷胱甘肽硫轉移酶、羥基肉桂酰CoA轉移酶，分別與與能量代謝相關、抗逆作用相關、化感作用相關等。 (3)差異蛋白質組學分析顯示，干旱脅迫處理條件下，兩種水稻葉片中有24個蛋白質發(fā)生差異表達，其中19個葉片蛋白鑒定，主要是：核酮糖1，5-二磷酸脫羧酶/加氧酶激酶、甘氨酸羥甲基轉移酶、細胞色素P450單氧化酶、查兒酮和二苯乙烯合成酶，分別與與能量代謝相關、抗逆作用相關、化感作用相關等。 (4)應用FQ-PCR技術