氮素和细胞分裂素调控水稻种子根生长的机理研究

发布时间：2023-04-08 03:20

　　水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一,全球约有一半人口以稻米作为主粮。在过去50多年里,全世界水稻产量稳步增长,部分原因是施氮量的增加,可是氮的吸收利用效率却比较低。高氮投入和低氮利用效率不仅增加了作物生产成本,而且造成了严重的环境污染。因此,减少氮肥施用是可持续农业发展的重要目标,但是减少氮肥施用可能会导致水稻植株缺氮并影响根系生长,而缺氮影响水稻根系生长的潜在机制仍不清楚。根系是水稻吸收氮素的主要部位,通常情况下,缺氮促进根系生长,而过量的氮供应则会抑制根系生长。根系中细胞分裂素(cytokinin,CK)含量的缺乏或过剩同样也会促进或抑制根系生长,这说明氮与细胞分裂素在根系生长过程可能存在某种联系,然而其具体的互作机制仍不清楚。由于根系生长主要是由分生区细胞增殖和伸长区细胞伸长所决定,本研究通过比较分析缺氮处理对细胞分裂素代谢以及根尖分生区细胞增殖和成熟区细胞长度的影响,阐明缺氮通过降低根系中细胞分裂素含量来促进水稻根系生长的机理。该研究结果为减氮促根栽培提供了理论依据。主要试验结果如下:1.水稻种子根的快速生长需要一定阈值的CK含量,过高或过低的C...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
缩略词表
1 前言
    1.1 氮素对植物生长的重要性
    1.2 水稻对氮素的吸收利用
    1.3 氮素对植物根系生长的影响
    1.4 细胞分裂素代谢及其对植物根系生长的影响
        1.4.1 细胞分裂素的合成及其对根系生长的影响
        1.4.2 细胞分裂素的降解及其对根系生长的影响
        1.4.3 细胞分裂素的信号转导途径及其对根系生长的影响
    1.5 植物根系的生长发育
        1.5.1 水稻根系组成
        1.5.2 水稻根系结构
        1.5.3 根尖分生区细胞增殖发育过程
        1.5.4 根细胞伸长生长过程
    1.6 研究意义及思路
2 材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 母液配制
        2.2.2 处理方法
        2.2.3 细胞数目、长度的测定方法以及相关指标的计算公式
        2.2.4 细胞分裂素含量测定方法
        2.2.5 取样方式及RNA提取步骤
        2.2.6 RNA逆转录方法
        2.2.7 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析
3 试验结果分析
    3.1 细胞分裂素对水稻种子根生长的影响
        3.1.1 洛伐他汀和细胞分裂素处理对水稻种子根生长的影响
        3.1.2 洛伐他汀和细胞分裂素处理对水稻种子根中细胞分裂素含量的影响
        3.1.3 细胞分裂素对水稻种子根分生区大小和成熟区细胞长度的影响
        3.1.4 细胞分裂素对水稻种子根中OsIAA3和细胞伸长相关基因表达的影响
    3.2 缺氮对水稻种子根生长的影响
        3.2.1 缺氮对水稻种子根长度的影响
        3.2.2 缺氮对水稻种子根中细胞分裂素含量的影响
        3.2.3 缺氮对水稻种子根中细胞分裂素代谢基因表达水平的影响
        3.2.4 缺氮对水稻种子根分生区大小和成熟区细胞长度的影响
        3.2.5 缺氮对水稻种子根分生区细胞增殖的影响
        3.2.6 缺氮对调控水稻种子根分生区大小相关基因表达水平的影响
        3.2.7 缺氮对调控水稻种子根细胞伸长相关基因转录的影响
4 讨论
    4.1 水稻种子根快速生长需要一定阈值的细胞分裂素含量
    4.2 过量的细胞分裂素抑制水稻种子根生长
    4.3 增加根长是植物应对缺氮的一种策略
    4.4 缺氮通过降低细胞分裂素含量促进水稻种子根的生长
    4.5 缺氮诱导细胞分裂素含量降低进而促进分生区细胞增殖
    4.6 缺氮诱导细胞分裂素含量降低进而促进成熟区细胞伸长
5 结论
参考文献
附录1 引物序列信息表
附录2 在读期间研究成果
致谢



本文编号：3785897