【摘 要】
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干旱是限制作物产量的一个主要因子,高表达转玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC,EC.1.1.31)水稻(Oryza sativaL.)具有高光合效率并干旱胁迫具有高耐性.为了解析葡萄糖作为一种糖信号,与蔗糖非发酵1(SNF1)相关蛋白激酶(Sucrose nonfermenting-1-related protein kina
【机 构】
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江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,国家水稻改良中心南京分中心,南京210014;南京林业大学生物与环境学院,南京210037
【出 处】
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江苏省植物生理学会2016年学术年会
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干旱是限制作物产量的一个主要因子,高表达转玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC,EC.1.1.31)水稻(Oryza sativaL.)具有高光合效率并干旱胁迫具有高耐性.为了解析葡萄糖作为一种糖信号,与蔗糖非发酵1(SNF1)相关蛋白激酶(Sucrose nonfermenting-1-related protein kinasis,SnRKs)基因家族成员级联,在调控植物生长发育、逆境响应和生物防御反应等生理过程中发挥重要作用.我们以高表达转玉米C4-PEPC基因水稻(PC)及其野生型(WT)为材料,研究干旱条件下,不同试剂叶面喷施过夜处理后对水稻叶片进行部分生理指标测定,结果表明:1.自然干旱处理下外源喷施葡萄糖糖浓度的确定首先使用0%,1%,2%,3%和4%浓度的葡萄糖喷施4叶期水稻幼苗后,用15%聚乙二醇-6000 (PolyethyleneGlycol-6000,PEG-6000)进行模拟干旱,确定盆栽水稻在自然干旱条件下的葡萄糖施用浓度,结果表明:1%葡萄糖喷施可以显著缓解PC水稻的干旱胁迫,其相对含水量显著高于0%,2%,3%和4%浓度葡萄糖处理,因此,之后的实验选取1%的葡萄糖溶液作为外施浓度.2.自然干旱条件下生育后期对水稻材料光合参数的影响 在自然干旱胁迫下,在孕穗期,所有处理的净光合速率降低,但是,1%葡萄糖喷施处理缓解PC和WT水稻净光合速率的下降趋势,同时显著增强了PC水稻水分利用效率.3.模拟干旱条件下渗透条件物质的变化15%PEG-6000处理下,1%葡萄糖喷施处理,均提高了PC和WT水稻叶片内的可溶性糖和葡萄糖含量,但是蔗糖和果糖含量没有显著差异.进一步研究胞内PC和WT中的第二信使(Ca2+,NO,H2O2等)表明,1%葡萄糖喷施处理相比对照,PC中其中H2O2的含量显著下降.4.模拟干旱条件下抗氧化能力的变化 15%PEG-6000处理下,1%葡萄糖喷施处理,PC和WT水稻中总氧化能力参数(Total antioxidant capacity, T-AOC)含量变化不显著,但是,其中烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸氧化酶(respiratory burst oxidase homologue,,Rboh)的活性与SnRK3亚家族的部分成员之间存在同步的动态变化.本研究初步看出,在干旱胁迫下,PC水稻可通过外源葡萄糖启动信号途径,增加抗氧化能力,从而比未转基因原种更强的耐旱性.
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