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(jī)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(gè)重要手段。本研究采用水培、盆栽、大田等試驗(yàn)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(zhǎng)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(dá)以及蛋白組和轉(zhuǎn)錄組的變化，探討了生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素和獨(dú)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(dá)和基因表達(dá)的變化，從分蘗芽的萌發(fā)→休眠、休眠→萌發(fā)正反兩個(gè)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(jī)制，旨在為進(jìn)一步采取化學(xué)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(zhǎng)素(IAA)、細(xì)胞分裂素(CK)和獨(dú)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(zhǎng)素向下運(yùn)輸，通過抑制CK的合成和促進(jìn)SLs的合成，抑制分蘗芽的萌發(fā)。CK運(yùn)輸?shù)椒痔Y芽，通過上調(diào)FC1的表達(dá)，促進(jìn)分蘗芽

3、的萌發(fā)。SLs運(yùn)輸?shù)椒痔Y芽，通過下調(diào)FC1的表達(dá)，抑制分蘗芽的萌發(fā)。CK能夠抑制SLs的合成，但SLs對(duì)CK的合成無顯著影響。CK對(duì)生長(zhǎng)素的合成及運(yùn)輸無顯著影響，但SLs與生長(zhǎng)素之間存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用，生長(zhǎng)素促進(jìn)SLs的合成，但SLs能夠削弱生長(zhǎng)素的運(yùn)輸，并降低生長(zhǎng)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(jìn)CK合成的同時(shí)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(xué)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及運(yùn)輸?shù)臏p少，以及分蘗節(jié)中脫落酸(ABA)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)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(shì)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)蛋白表達(dá)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)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(jìn)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(jìn)型激素。
　　(3)分蘗芽中生長(zhǎng)素的合成以及運(yùn)輸有利于分蘗芽的萌發(fā)與持續(xù)生長(zhǎng)，休眠的分蘗芽中生長(zhǎng)素的運(yùn)輸被阻斷，一方面因?yàn)樯L(zhǎng)素輸出蛋白PIN降解的加劇，另一方面因?yàn)锳RF-GAP的作用使PIN循環(huán)運(yùn)輸被干擾。CK進(jìn)入分蘗芽中能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞周期和細(xì)胞分裂，推測(cè)這是CK刺激分蘗