水稻分蘗芽萌發(fā)與休眠相互轉(zhuǎn)換的激素調(diào)控和分子機制.pdf

1、分蘗是水稻的重要農(nóng)藝性狀之一，調(diào)控分蘗發(fā)生是塑造高質(zhì)量水稻群體的一個重要手段。本研究采用水培、盆栽、大田等試驗方式，通過氮素、外源激素和去穗等處理，構(gòu)建了一系列水稻分蘗芽萌發(fā)與休眠相互轉(zhuǎn)換的材料，研究了分蘗節(jié)分蘗芽和伸長節(jié)分蘗芽萌發(fā)與休眠轉(zhuǎn)換過程中各種內(nèi)源激素含量、相關(guān)基因表達以及蛋白組和轉(zhuǎn)錄組的變化，探討了生長素、細胞分裂素和獨角金內(nèi)酯這3種關(guān)鍵激素在調(diào)控水稻分蘗芽休眠與萌發(fā)轉(zhuǎn)換過程中所起的作用及其相互關(guān)系，分析了分蘗芽萌發(fā)與休眠轉(zhuǎn)換

2、過程中蛋白表達和基因表達的變化，從分蘗芽的萌發(fā)→休眠、休眠→萌發(fā)正反兩個方面深入研究了水稻分蘗芽萌發(fā)與休眠相互轉(zhuǎn)換的激素調(diào)控和分子機制，旨在為進一步采取化學手段調(diào)控水稻分蘗提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)生長素(IAA)、細胞分裂素(CK)和獨角金內(nèi)酯(SLs)相互作用共同參與了水稻分蘗的調(diào)控。頂端生長素向下運輸，通過抑制CK的合成和促進SLs的合成，抑制分蘗芽的萌發(fā)。CK運輸?shù)椒痔Y芽，通過上調(diào)FC1的表達，促進分蘗芽

3、的萌發(fā)。SLs運輸?shù)椒痔Y芽，通過下調(diào)FC1的表達，抑制分蘗芽的萌發(fā)。CK能夠抑制SLs的合成，但SLs對CK的合成無顯著影響。CK對生長素的合成及運輸無顯著影響，但SLs與生長素之間存在負反饋調(diào)節(jié)作用，生長素促進SLs的合成，但SLs能夠削弱生長素的運輸，并降低生長素的含量。氮素等農(nóng)藝措施顯著影響內(nèi)源激素的狀態(tài)，氮素在顯著促進CK合成的同時顯著抑制了SLs的合成，并能夠引起內(nèi)源IAA含量的提高。
　　(2)通過分蘗芽休眠與萌發(fā)的蛋

4、白組學研究，發(fā)現(xiàn)了一些參與調(diào)控分蘗芽休眠與萌發(fā)的能量代謝、物質(zhì)代謝、蛋白質(zhì)的合成和降解相關(guān)蛋白。分蘗芽由萌發(fā)轉(zhuǎn)入休眠過程中激素合成和信號轉(zhuǎn)導過程也發(fā)生變化，包括分蘗芽中CK的合成、PP2A蛋白調(diào)控的IAA信號轉(zhuǎn)導及運輸?shù)臏p少，以及分蘗節(jié)中脫落酸(ABA)信號轉(zhuǎn)導的增加。抽穗期分蘗芽休眠與萌發(fā)相互轉(zhuǎn)換過程中維持頂端優(yōu)勢的信號轉(zhuǎn)導途徑相關(guān)蛋白表達下調(diào)，包括Rad23蛋白，芽中的小G蛋白等，這些蛋白都參與分蘗芽休眠與萌發(fā)轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)導過程。除

5、IAA、CK、SLs外，其他激素也參與分蘗芽的休眠與萌發(fā)，ABA和油菜素內(nèi)酯(BR)分別參與抑制和促進分蘗芽的萌發(fā)，而赤霉素(GA)可能是分蘗芽萌發(fā)過程中的促進型激素。
　　(3)分蘗芽中生長素的合成以及運輸有利于分蘗芽的萌發(fā)與持續(xù)生長，休眠的分蘗芽中生長素的運輸被阻斷，一方面因為生長素輸出蛋白PIN降解的加劇，另一方面因為ARF-GAP的作用使PIN循環(huán)運輸被干擾。CK進入分蘗芽中能夠調(diào)節(jié)細胞周期和細胞分裂，推測這是CK刺激分蘗