该论文研究了硅在水稻抗紫外线和抗高温胁迫方面的生理功能,同时在蛋白水平上研究了水稻叶片中硅的沉积机制.主要结论如下:在硅对水稻叶片抗紫外线胁迫影响的实验中,采用营养液培养法、植物化学成份分析法和显微研究技术进行研究.结果表明,硅促进酚类化合物在表皮细胞中的积累是其增强叶片抗紫外线胁迫能力的主要原因,不溶性的紫外吸收物质与可溶性的酚类化合物一起构成了叶片上下表皮细胞中吸收紫外线的屏障.的高温胁迫下硅对水稻花药开裂率和授粉量影响的的研究中,采用营养液培养和显微研究等方法.结果表明,硅能够显著增强水稻生殖生长阶段对高温胁迫的抗性,提高水稻花药的开裂率和柱头上的授粉量,并且可使花粉粒的直径增大,在短期高温胁迫下变化趋势较小,这也是提高花药开裂率的重要因素.在水稻体内硅的沉积机理的研究中,首先创立了一套有效的分离硅体的物理方法—低温捣碎分级分离法,成功从水稻叶片中分离到纯净的天然硅体,该方法最大优点在于能够保持硅体中有机物成份不被破坏,适于进一步研究硅体内有机大分子在硅沉积代谢中的作用.进一步研究硅结合蛋白分子特征和功能,研究中运用电泳技术、微量蛋白质测序技术、蛋白质人工合成技术和生物信息技术,从天然硅体中分离到一组硅结合蛋白,确定其中四条蛋白有沉淀硅的作用,进一步用微量蛋白质序列分析仪对其中分子量为125KDa蛋白的N-末端氨基酸序列进行测定和同源性蛋白查寻,表明125KDa的硅结合蛋白与一个登记号为AAO72557.1的未知功能的蛋白完全同源,性质上与已经报道的硅藻和黄瓜中的硅结合蛋白有一定的相似性,但它们的氨基酸序列没有同源性,这说明水稻硅结合蛋白是一类新的参与硅沉积代谢的蛋白.用人工多肽合成法合成硅结合蛋白的高度保守序列,体外试验证明它具有明显的催化单硅酸聚合成不溶性氧化硅的能力.