逆境条件下小麦种子活力与主要相关酶活性及其基因表达的关系

发布时间：2017-10-08 01:25

  本文关键词：逆境条件下小麦种子活力与主要相关酶活性及其基因表达的关系

  更多相关文章： 小麦 种子活力 逆境萌发 酶活性 基因表达

【摘要】：种子在贮藏过程中活力下降,在田间萌发出苗过程中常遇干旱、湿冷等多种逆境,进而导致出苗率低、苗弱的现象时有发生。高活力种子具有较强的抗逆性,明显的生长优势和生产潜力,选用高活力种子播种在农业生产上具有重要意义。因此,研究逆境条件下小麦种子活力与主要相关酶活性及其基因表达差异,对进一步认识种子活力的生化和分子基础具有一定的参考价值。本研究通过标准发芽法、田间出苗试验和加速老化、冷浸、干旱胁迫逆境试验,测定16种不同基因型小麦品种的种子活力,利用主成分分析、聚类分析对种子活力进行综合评价,筛选出高活力和低活力的小麦品种,对两种不同活力水平的种子进行标准发芽试验和逆境发芽试验,测定萌发过程中可溶性糖及可溶性蛋白含量的变化、α-淀粉酶活性、半胱氨酸蛋白酶活性及相关基因表达量,探讨分析不同基因型小麦种子逆境萌发过程中主要相关酶活性及基因表达差异,明确在逆境胁迫条件下,主要相关酶活性与种子活力、基因表达量的关系。主要研究结果如下:1.不同小麦品种种子发芽逆境胁迫抗性评价通过标准发芽法和逆境试验,测定16种不同基因型小麦种子活力,以各种条件下测定的活力指数的抗逆指数和田间出苗率作为衡量抗逆性的指标,通过主成分分析和聚类分析,将16个小麦品种划分为3类,豫农949、豫麦49-198、鲁原502、郑育麦9987、石麦21、山农23号、石新828属高活力品种;许农5号、豫农982、唐麦8号、济麦20、济麦22、济南17号、山农20属中活力品种;长4738和轮选061属低活力品种。用不同小麦品种抗逆性的综合评价值(D值)可以对其种子活力进行综合评价。2.小麦种子萌发过程中α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性及其基因表达量、贮藏物质含量的变化在标准发芽、人工老化、干旱和冷浸胁迫条件下,随着萌发时间的延长,α-淀粉酶活性整体呈现逐渐升高的趋势;半胱氨酸蛋白酶活性整体呈现先降低后升高的趋势;可溶性糖含量呈现先小幅度升高后小幅度降低再迅速升高的趋势;可溶性蛋白含量呈现逐渐下降的趋势;α-淀粉酶基因表达量整体呈先上升后下降的趋势;半胱氨酸蛋白酶基因表达量整体呈现上升的趋势,但不同处理不同品种其表达又各有特征。3.小麦种子萌发过程中α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与种子活力的相关性在标准发芽条件下,种子萌发过程中α-淀粉酶活性与活力指数呈极显著正相关,而在逆境萌发过程中,其相关性不显著。冷浸胁迫处理后,种子萌发过程中半胱氨酸蛋白酶活性与活力指数呈显著正相关,但在标准发芽、干旱胁迫、人工老化处理后,其相关性不显著。4.α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与其基因表达及可溶性糖和可溶性蛋白含量的关系种子萌发期间,不同萌发条件下,α-淀粉酶活性与可溶性糖含量达到极显著正相关,半胱氨酸蛋白酶活性与可溶性蛋白含量相关性不显著。α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与其基因表达并没有直接关系。
【关键词】：小麦 种子活力 逆境萌发 酶活性 基因表达
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.1
【目录】：

• 中文摘要8-10
• 英文摘要10-12
• 1 引言12-19
• 1.1 外界条件对种子萌发的调控12-14
• 1.1.1 光对种子萌发的影响12-13
• 1.1.2 温度对种子萌发的影响13
• 1.1.3 水对种子萌发的影响13-14
• 1.2 种子萌发过程中物质代谢与DNA修复14-17
• 1.2.1 种子萌发过程中物质代谢14-16
• 1.2.1.1 淀粉的分解14-15
• 1.2.1.2 蛋白质的分解15-16
• 1.2.1.3 脂肪的分解16
• 1.2.2 DNA修复16-17
• 1.3 种子萌发的生理基础17-18
• 1.3.1 种子活力17
• 1.3.2 种子活力的生理基础17-18
• 1.3.3 种子活力的分子基础18
• 1.4 本研究的目的和意义18-19
• 2 材料与方法19-26
• 2.1 试验材料19
• 2.2 试验设计与方法19-25
• 2.2.1 种子活力测定19-20
• 2.2.1.1 标准发芽试验法测定19
• 2.2.1.2 干旱胁迫法测定19
• 2.2.1.3 冷浸法测定19
• 2.2.1.4 人工加速老化法测定19-20
• 2.2.1.5 田间出苗率测定20
• 2.2.2 生理生化指标测定20-25
• 2.2.2.1 淀粉酶活性测定20-22
• 2.2.2.2 半胱氨酸蛋白酶活性测定22
• 2.2.2.3 可溶性蛋白含量测定22-23
• 2.2.2.4 可溶性糖含量测定23-24
• 2.2.2.5 实时荧光定量PCR24-25
• 2.3 数据处理25-26
• 2.3.1 逆境条件下种子活力评价25-26
• 2.3.2 方差分析和相关性分析26
• 2.3.3 种子萌发过程中的酶活性和基因表达量26
• 3 结果与分析26-39
• 3.1 不同小麦品种种子发芽逆境胁迫抗性评价26-31
• 3.1.1 不同胁迫条件下小麦品种的种子发芽率变化26-27
• 3.1.2 不同胁迫条件下小麦品种的种子活力指数差异比较27-28
• 3.1.3 各种逆境的种子活力指数的抗逆指数及田间出苗率间的简单相关分析28-29
• 3.1.4 主成分分析29-30
• 3.1.5 逆境胁迫抗性评价30-31
• 3.2 逆境萌发过程中可溶性糖和可溶性蛋白含量变化31-33
• 3.2.1 不同逆境对小麦种子萌发过程中可溶性糖含量的影响31-32
• 3.2.2 不同逆境对小麦种子萌发过程中可溶性蛋白含量的影响32-33
• 3.3 逆境萌发过程中 α-淀粉酶活性变化33-34
• 3.4 逆境萌发过程中半胱氨酸蛋白酶活性变化34-35
• 3.5 逆境萌发过程中主要相关酶基因表达差异35-37
• 3.5.1 不同逆境对小麦种子萌发过程中 α-淀粉酶基因表达的影响35-36
• 3.5.2 不同逆境对小麦种子萌发过程中半胱氨酸蛋白酶基因表达的影响36-37
• 3.6 相关酶活性与种子活力、基因表达量及贮藏物质含量的相关性分析37-39
• 3.6.1 相关酶活性与种子活力相关性分析37-38
• 3.6.2 种子萌发期间相关酶活性与其基因表达量相关性分析38
• 3.6.3 种子萌发期间淀粉酶活性与可溶性糖含量的相关性分析38
• 3.6.4 种子萌发期间半胱氨酸蛋白酶活性与可溶性蛋白含量的相关性分析38-39
• 4 讨论39-42
• 4.1 不同小麦品种种子活力差异比较39
• 4.2 不同小麦种子发芽逆境胁迫抗性评价39-40
• 4.3 种子活力与相关酶活性的相关性分析40-41
• 4.4 种子萌发期间相关酶活性与可溶性糖及可溶性蛋白含量的相关性41
• 4.5 相关酶活性与其基因表达量的相关性分析41-42
• 5 结论42-44
• 5.1 不同小麦品种种子发芽逆境胁迫抗性评价42
• 5.2 小麦种子萌发过程中主要相关酶活性及其基因表达量、贮藏物质含量的变化42
• 5.3 小麦种子萌发过程中主要相关酶活性与种子活力的相关性42-43
• 5.4 主要相关酶活性与其基因表达及可溶性糖和可溶性蛋白含量的关系43-44
• 参考文献44-51
• 致谢51-52
• 攻读学位期间发表论文情况52

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李畅;苏家乐;刘晓青;何丽斯;陈尚平;肖政;熊才法;;干旱胁迫对鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生理特性的影响[J];西北植物学报;2015年07期

2 李振华;王建华;;种子活力与萌发的生理与分子机制研究进展[J];中国农业科学;2015年04期

3 周元成;董双全;陈爱萍;;大麦β-淀粉酶活性对其种子在干旱胁迫下萌发影响的研究[J];中国农学通报;2014年09期

4 马殿荣;孔德秀;刘晓亮;高齐;丁国华;赵明辉;唐亮;徐正进;陈温福;;杂草稻中胚轴伸长动态及其与籽粒淀粉酶活性和可溶性糖含量的关系[J];中国水稻科学;2014年01期

5 孙奎香;于遒功;张玉凤;丁红;慈敦伟;康涛;戴良香;;水分胁迫对花生种子萌发过程中贮藏物质降解的影响[J];中国农学通报;2012年12期

6 郁飞燕;张联合;李艳艳;李友军;赵巍;;干旱胁迫对水稻种子萌发的影响[J];山东农业科学;2011年08期

7 王树刚;王振林;王平;王海伟;李府;黄玮;武玉国;尹燕枰;;不同小麦品种对低温胁迫的反应及抗冻性评价[J];生态学报;2011年04期

8 袁伟伟;谭小力;周佳;朱福各;胥峰;于莉莉;;油菜种子萌发期和形成期脂肪酶活性的动态变化[J];江苏农业学报;2010年03期

9 廖登群;张洪亮;李自超;John BENNETT;;水稻(Oryza sativa L.)α-淀粉酶基因的进化及组织表达模式[J];作物学报;2010年01期

10 ;Characters of Cysteine Endopeptidases in Wheat Endosperm during Seed Germination and Subsequent Seedling Growth[J];Journal of Integrative Plant Biology;2009年01期

，

本文编号：991220