水分胁迫对大豆生长和籽粒性状的影响机制研究

发布时间：2021-05-09 06:00

　　大豆的源-库关系会随生育进程的推进而改变。营养生长和生殖生长期发生的水分胁迫都会通过调节大豆的源-库关系,严重影响大豆的生长,最终造成产量和品质的下降。因此,研究大豆不同生育时期的水分胁迫对大豆植株源-库的影响及调控机制,对于大豆生产管理和产量提高具有重要意义。本文采用生育时期相近的3个大豆品种（沈农17号、沈农8号和沈农12号）进行了盆栽试验,于苗期和生殖生长期对大豆植株进行人工水分胁迫处理,研究了水分胁迫对不同生育时期大豆光合生理、蔗糖的分配和代谢、氮素的积累和代谢、抗氧化能力、干物质积累与分配和产量形成的影响,同时对水分胁迫下大豆籽粒进行了转录组分析,试图明晰大豆对水分胁迫响应的生理和分子机制。主要结果如下:1.在苗期水分胁迫下,大豆地上部生物量减少程度高于根系生物量的减少程度,导致根冠比增加。水分胁迫能够增加叶片中可溶性糖和蔗糖含量,降低淀粉含量,但在根系中,可溶性糖、蔗糖和淀粉含量均显著增加。水分胁迫能够显著增加大豆叶片和根系中蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SuSy）、α-淀粉酶和β-淀粉酶的活性,并上调糖代谢酶活性相关基因的表达水平。在水分胁迫下,叶片和根系中蔗糖转... 

【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 水分胁迫对植株形态建成的影响
    1.2 水分胁迫对植株产量和品质的影响
    1.3 水分胁迫对植物生理代谢的影响
        1.3.1 水分胁迫对作物光合特性的影响
        1.3.2 水分胁迫对作物光合产物分配、转运、代谢和信号途径的影响
        1.3.3 水分胁迫对植物氮素积累、分配和代谢的影响
        1.3.4 水分胁迫对植物抗氧化活性的影响
    1.4 大豆水分胁迫的转录组学研究
    1.5 本研究的目的与意义
    1.6 本研究技术路线
第二章 水分胁迫对大豆幼苗叶片和根系糖代谢的影响
    2.1 材料与方法
        2.1.1 材料
        2.1.2 方法
    2.2 结果与分析
        2.2.1 水分胁迫对苗期大豆生长的影响
        2.2.2 水分胁迫对苗期大豆相对含水量的影响
        2.2.3 水分胁迫对苗期大豆净光合速率的影响
        2.2.4 水分胁迫对苗期大豆可溶性糖、蔗糖和淀粉含量的影响
        2.2.5 水分胁迫对苗期大豆蔗糖代谢酶活性及相关基因表达的影响
        2.2.6 水分胁迫对苗期大豆淀粉代谢酶活性及相关基因表达的影响
        2.2.7 水分胁迫对苗期大豆蔗糖转运相关基因表达的影响
        2.2.8 水分胁迫对苗期大豆糖信号相关基因表达的影响
        2.2.9 根冠比与大豆生理参数的相关性分析
    2.3 本章小结
        2.3.1 讨论
        2.3.2 结论
第三章 生殖生长期水分胁迫对大豆生理和物质生产的影响
    3.1 材料方法
        3.1.1 材料
        3.1.2 方法
    3.2 结果与分析
        3.2.1 水分胁迫对叶片光合生理的影响
        3.2.2 水分胁迫对抗氧化酶活性和MDA含量的影响
        3.2.3 水分胁迫对地上部生物量和籽粒重量的影响
        3.2.4 水分胁迫对大豆干物质积累和产量的影响
    3.3 本章小结
        3.3.1 讨论
        3.3.2 结论
第四章 生殖生长期水分胁迫对大豆氮代谢的影响
    4.1 材料方法
        4.1.1 材料
        4.1.2 方法
    4.2 结果与分析
        4.2.1 水分胁迫对叶片总氮含量和硝态氮含量的影响
        4.2.2 水分胁迫对叶片可溶性蛋白、氨基酸、脯氨酸和可溶性糖含量的影响..
        4.2.3 水分胁迫对氮代谢酶活性的影响
        4.2.4 水分胁迫对氮代谢酶活性相关基因表达的影响
        4.2.5 大豆粒重与氮代谢相关生理参数的相关性分析
    4.3 本章小结
        4.3.1 讨论
        4.3.2 结论
第五章 生殖生长期水分胁迫对大豆蔗糖代谢和转运的影响
    5.1 材料方法
        5.1.1 材料
        5.1.2 方法
    5.2 结果与分析
        5.2.1 水分胁迫对大豆叶片和籽粒蔗糖、果糖、葡萄糖和淀粉含量的影响
        5.2.2 水分胁迫对大豆叶片和籽粒蔗糖转运相关基因表达的影响
        5.2.3 水分胁迫对大豆叶片和籽粒蔗糖代谢酶活性的影响
        5.2.4 水分胁迫对大豆叶片和籽粒蔗糖代谢酶相关基因表达的影响
    5.3 本章小结
        5.3.1 讨论
        5.3.2 结论
第六章 大豆籽粒发育初期对水分胁迫响应的转录组学研究
    6.1 材料方法
        6.1.1 材料
        6.1.2 方法
    6.2 结果与分析
        6.2.1 水分胁迫对大豆籽粒大小的影响
        6.2.2 转录组数据建库和质量分析
        6.2.3 差异基因表达情况
        6.2.4 qRT-PCR验证基因
        6.2.5 差异基因的GO分析
        6.2.6 差异基因的KEGG分析
        6.2.7 水分胁迫对籽粒细胞周期、细胞分裂和DNA复制的影响
        6.2.8 水分胁迫对籽粒错配修复和碱基切除修复的影响
        6.2.9 水分胁迫对籽粒细胞壁合成相关基因表达的影响
        6.2.10 水分胁迫对籽粒类黄酮生物合成途径、维生素B6 代谢和抗坏血酸代谢相关基因表达的影响
    6.3 本章小结
        6.3.1 讨论
        6.3.2 结论
第七章 全文总结
    7.1 讨论
    7.2 结论
        7.2.1 苗期水分胁迫通过调控糖代谢、糖分配和糖信号转导影响大豆幼苗的生长
        7.2.2 生殖生长时期水分胁迫抑制大豆植株地上部的生物量积累
        7.2.3 生殖生长时期水分胁迫造成大豆叶片氧化损伤
        7.2.4 水分胁迫生殖生长时期水分胁迫能够改变大豆叶片氮素的分配,降低氮素的利用效率
        7.2.5 生殖生长时期水分胁迫影响大豆光合产物在叶片和籽粒中的分配和代谢
        7.2.6 生殖生长时期水分胁迫影响大豆叶片中蔗糖向籽粒中的转运
        7.2.7 生殖生长水分胁迫影响大豆籽粒的早期发育进程
    7.3 创新点
参考文献
附录
致谢
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本文编号：3176761