遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆抗倒伏性的影响及其生理和分子机理
发布时间：2022-11-05 04:17
水稻是重要的粮食作物,水稻的高产、稳产对我国粮食安全具有重要意义。但现实生产中,水稻茎倒伏现象时有发生,成为水稻产量和品质提升的重要限制因子。近年来由于太阳辐射降低,光照资源不足已成为作物生长发育的不良因子;同时化控技术是调控作物抗倒性的重要栽培调控措施。因此,开展遮荫和外源调节物质影响粳稻倒伏的机理性研究,具有重要的现实意义。于2015～2016年在南京农业大学试验基地（江苏丹阳）进行大田试验。大田试验采用抗倒伏性不同的两个粳稻品种（武运粳23,抗倒型;W3668,倒伏敏感型）为试验材料,在拔节到抽穗期设置正常光照和遮荫处理,遮荫采用黑色遮阳网,遮光度为60%。2015年设置了正常光照和遮荫条件下赤霉素和烯效唑处理;2016年正常光照下设置赤霉素和烯效唑处理,遮荫条件下设置烯效唑处理。比较分析了产量及构成因子、田间表观倒伏率、茎秆形态和力学特性、内源激素含量、茎秆解剖特性、茎秆中碳水化合物含量,以及结构性碳水化合物合成关键基因表达动态,旨在揭示遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆抗倒伏性的影响机理。在此基础上,对正常光照下外源调节物质处理的关键时期茎秆进行了 RNA-seq转录组学和iTRA...
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1 水稻倒伏研究的重要性
2 水稻倒伏发生的复杂性和发生机理
2.1 水稻抗倒伏的评价方法
2.2 水稻抗倒伏性的形态解剖学特性
2.3 水稻抗倒伏的生理学特性
2.4 结构性碳水化合物提供茎秆机械强度的分子机理
3 影响水稻茎秆机械强度和抗倒伏性的主要因素
3.1 基因型
3.2 环境因子
3.2.1 光照
3.2.2 温度
3.2.3 CO_2浓度
3.3 栽培调控措施
3.3.1 养分管理
3.3.2 种植密度
3.3.3 外源调节物质
4 光照在水稻生长发育和茎秆形态建成过程中的重要性
4.1 遮荫对水稻抗倒伏能力的影响
4.1.1 遮荫对作物株型、茎秆形态和力学特征的影响
4.1.2 遮荫对碳水化合物合成及含量的影响
4.2 遮荫对内源植物激素含量的影响
5 外源调节物质对水稻抗倒伏性的影响
5.1 外源调节物质对作物生长发育、形态和产量的影响
5.2 外源调节物质对水稻抗倒伏能力的影响
5.2.1 赤霉素和油菜素内酯
5.2.2 多效唑/烯效唑
5.3 外源调节物质对水稻内源植物激素含量的影响
6 本研究的目的与意义
7 本研究的主要内容
8 本研究的技术路线
参考文献
第二章 遮荫和外源调节物质对粳稻产量和茎秆力学指标的影响
1 材料与方法
1.1 试验设计
1.2 测定内容与方法
1.2.1 群体光合有效辐射、温度和湿度的测定
1.2.2 产量及构成因子测定
1.2.3 田间倒伏率的测定
1.2.4 茎秆力学指标的测定
1.3 数据分析
2 结果与分析
2.1 遮荫对粳稻群体PAR、温度、相对湿度的影响
2.2 遮荫和外源调节物质对粳稻产量和产量构成因子的影响
2.3 遮荫和外源调节物质对粳稻田间实际倒伏率的影响
2.4 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆力学指标的影响
3 讨论
3.1 遮荫和外源调节物质对粳稻产量的影响
3.2 遮荫和外源调节物质对粳稻倒伏指数及相关力学指标的影响
3.3 不同抗倒型品种对倒伏的敏感性差异及互作分析
4 结论
参考文献
第三章 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆形态结构影响机理
1 材料与方法
1.1 试验设计
1.2 测定内容与方法
1.2.1 茎秆形态特征测定
1.2.2 茎秆扫描电镜观察
1.2.3 茎秆内源植物激素含量测定
1.3 数据整理与分析
2 结果与分析
2.1 茎秆形态学特性
2.2 茎秆抗倒伏性状和形态性状的相关分析
2.3 茎秆细胞形态观察
2.4 内源激素IAA、GA_3和ZR含量的差异分析
3 讨论
3.1 遮荫和外源调节物质对粳稻节间特性的影响
3.2 遮荫和外源调节物质影响粳稻节间特性的解剖学原因
3.3 遮荫和外源调节物质影响粳稻解剖特性的内源激素学原因
4 结论
参考文献
第四章 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆细胞壁形成的影响
1 材料与方法
1.1 试验设计
1.2 测定内容与方法
1.2.1 茎秆抗折力
1.2.2 茎秆扫描电镜观察
1.2.3 茎秆中纤维素和木质素组织化学染色观察
1.2.4 茎秆碳水化合物含量
1.2.5 荧光定量PCR(qPCR)
1.3 数据分析
2 结果与分析
2.1 茎秆抗折力比较
2.2 茎秆细胞壁形态分析
2.3 组织化学染色分析
2.4 茎秆中碳水化合物积累差异
2.5 纤维素和木质素合成关键基因表达差异分析
3 讨论
3.1 遮荫和外源调节物质影响粳稻茎秆机械强度的解剖学原因
3.2 遮荫和外源调节物质影响粳稻茎秆机械强度的生理学原因
3.3 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆细胞壁形成的影响机理
4 结论
参考文献
第五章 粳稻茎秆抗折力差异的分子调控机制分析
1 材料与方法
1.1 试验设计
1.2 测定内容与方法
1.2.1 RNA-seq数字表达升级谱分析
1.2.2 iTRAQ (isobaric tags for relative and absolute quantitation)蛋白质组学分析
2 结果与分析
2.1 RNA-seq测序质量及数据质量评估分析
2.2 差异基因表达特征
2.2.1 苯丙氨酸代谢相关基因表达分析
2.2.2 木质素生物合成途径相关基因表达分析
2.2.3 蔗糖和淀粉代谢途径相关基因表达分析
3 iTRAQ蛋白质组学结果分析
3.1 差异表达蛋白特征及功能分类
3.2 芳香族氨基酸合成代谢相关差异蛋白表达分析
3.3 苯丙素代谢途径相关差异蛋白表达分析
3.4 淀粉和蔗糖代谢相关蛋白表达分析
4 讨论
4.1 芳香族氨基酸和苯丙素代谢与木质素生物合成
4.2 淀粉和蔗糖代谢与纤维素生物合成
5 结论
参考文献
第六章 全文讨论与结论
1 全文讨论
1.1 不同粳稻群体抗倒性差异及其互作分析
1.2 遮荫和外源调节物质对粳稻抗倒伏性和产量的影响
1.3 遮荫和外源调节物质对粳稻节间形态的影响及作用机制
1.4 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆组分和茎秆细胞壁形成的影响机制
1.5 茎秆机械强度形成的复杂性及其分子调控机理
2 主要结论
3 创新点
4 研究展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间已完成的论文
致谢
本文编号：3701907
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1 水稻倒伏研究的重要性
2 水稻倒伏发生的复杂性和发生机理
2.1 水稻抗倒伏的评价方法
2.2 水稻抗倒伏性的形态解剖学特性
2.3 水稻抗倒伏的生理学特性
2.4 结构性碳水化合物提供茎秆机械强度的分子机理
3 影响水稻茎秆机械强度和抗倒伏性的主要因素
3.1 基因型
3.2 环境因子
3.2.1 光照
3.2.2 温度
3.2.3 CO_2浓度
3.3 栽培调控措施
3.3.1 养分管理
3.3.2 种植密度
3.3.3 外源调节物质
4 光照在水稻生长发育和茎秆形态建成过程中的重要性
4.1 遮荫对水稻抗倒伏能力的影响
4.1.1 遮荫对作物株型、茎秆形态和力学特征的影响
4.1.2 遮荫对碳水化合物合成及含量的影响
4.2 遮荫对内源植物激素含量的影响
5 外源调节物质对水稻抗倒伏性的影响
5.1 外源调节物质对作物生长发育、形态和产量的影响
5.2 外源调节物质对水稻抗倒伏能力的影响
5.2.1 赤霉素和油菜素内酯
5.2.2 多效唑/烯效唑
5.3 外源调节物质对水稻内源植物激素含量的影响
6 本研究的目的与意义
7 本研究的主要内容
8 本研究的技术路线
参考文献
第二章 遮荫和外源调节物质对粳稻产量和茎秆力学指标的影响
1 材料与方法
1.1 试验设计
1.2 测定内容与方法
1.2.1 群体光合有效辐射、温度和湿度的测定
1.2.2 产量及构成因子测定
1.2.3 田间倒伏率的测定
1.2.4 茎秆力学指标的测定
1.3 数据分析
2 结果与分析
2.1 遮荫对粳稻群体PAR、温度、相对湿度的影响
2.2 遮荫和外源调节物质对粳稻产量和产量构成因子的影响
2.3 遮荫和外源调节物质对粳稻田间实际倒伏率的影响
2.4 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆力学指标的影响
3 讨论
3.1 遮荫和外源调节物质对粳稻产量的影响
3.2 遮荫和外源调节物质对粳稻倒伏指数及相关力学指标的影响
3.3 不同抗倒型品种对倒伏的敏感性差异及互作分析
4 结论
参考文献
第三章 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆形态结构影响机理
1 材料与方法
1.1 试验设计
1.2 测定内容与方法
1.2.1 茎秆形态特征测定
1.2.2 茎秆扫描电镜观察
1.2.3 茎秆内源植物激素含量测定
1.3 数据整理与分析
2 结果与分析
2.1 茎秆形态学特性
2.2 茎秆抗倒伏性状和形态性状的相关分析
2.3 茎秆细胞形态观察
2.4 内源激素IAA、GA_3和ZR含量的差异分析
3 讨论
3.1 遮荫和外源调节物质对粳稻节间特性的影响
3.2 遮荫和外源调节物质影响粳稻节间特性的解剖学原因
3.3 遮荫和外源调节物质影响粳稻解剖特性的内源激素学原因
4 结论
参考文献
第四章 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆细胞壁形成的影响
1 材料与方法
1.1 试验设计
1.2 测定内容与方法
1.2.1 茎秆抗折力
1.2.2 茎秆扫描电镜观察
1.2.3 茎秆中纤维素和木质素组织化学染色观察
1.2.4 茎秆碳水化合物含量
1.2.5 荧光定量PCR(qPCR)
1.3 数据分析
2 结果与分析
2.1 茎秆抗折力比较
2.2 茎秆细胞壁形态分析
2.3 组织化学染色分析
2.4 茎秆中碳水化合物积累差异
2.5 纤维素和木质素合成关键基因表达差异分析
3 讨论
3.1 遮荫和外源调节物质影响粳稻茎秆机械强度的解剖学原因
3.2 遮荫和外源调节物质影响粳稻茎秆机械强度的生理学原因
3.3 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆细胞壁形成的影响机理
4 结论
参考文献
第五章 粳稻茎秆抗折力差异的分子调控机制分析
1 材料与方法
1.1 试验设计
1.2 测定内容与方法
1.2.1 RNA-seq数字表达升级谱分析
1.2.2 iTRAQ (isobaric tags for relative and absolute quantitation)蛋白质组学分析
2 结果与分析
2.1 RNA-seq测序质量及数据质量评估分析
2.2 差异基因表达特征
2.2.1 苯丙氨酸代谢相关基因表达分析
2.2.2 木质素生物合成途径相关基因表达分析
2.2.3 蔗糖和淀粉代谢途径相关基因表达分析
3 iTRAQ蛋白质组学结果分析
3.1 差异表达蛋白特征及功能分类
3.2 芳香族氨基酸合成代谢相关差异蛋白表达分析
3.3 苯丙素代谢途径相关差异蛋白表达分析
3.4 淀粉和蔗糖代谢相关蛋白表达分析
4 讨论
4.1 芳香族氨基酸和苯丙素代谢与木质素生物合成
4.2 淀粉和蔗糖代谢与纤维素生物合成
5 结论
参考文献
第六章 全文讨论与结论
1 全文讨论
1.1 不同粳稻群体抗倒性差异及其互作分析
1.2 遮荫和外源调节物质对粳稻抗倒伏性和产量的影响
1.3 遮荫和外源调节物质对粳稻节间形态的影响及作用机制
1.4 遮荫和外源调节物质对粳稻茎秆组分和茎秆细胞壁形成的影响机制
1.5 茎秆机械强度形成的复杂性及其分子调控机理
2 主要结论
3 创新点
4 研究展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间已完成的论文
致谢
本文编号：3701907
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