干旱脅迫下外源多胺對小麥籽粒灌漿調(diào)控的機理研究.pdf

1、小麥籽粒灌漿對于最終籽粒產(chǎn)量的形成十分重要，灌漿期干旱會顯著影響小麥籽粒灌漿，多胺作為一類重要的植物激素，對籽粒灌漿起著重要的調(diào)節(jié)作用。本研究以西農(nóng)979為試驗材料，從開花期至成熟進行正常供水(WW)和干旱脅迫(DS)兩種水分處理，利用轉(zhuǎn)錄組測序(RNA sequencing，RNA-Seq)技術(shù)對WW+噴施清水(CK1)、DS+噴施清水(CK2)、DS+噴施1mmolL-1亞精胺(Spd，S)和DS+噴施5mmolL-1多胺合成抑制劑

2、-丙脒腙(MGBG，M)4個處理的小麥弱勢籽粒進行轉(zhuǎn)錄組分析，以期從轉(zhuǎn)錄水平揭示小麥弱勢籽粒響應干旱脅迫環(huán)境的分子機理和干旱脅迫下Spd調(diào)控弱勢籽粒灌漿的分子機理。同時，通過對干旱脅迫下小麥進行噴施Spd處理，研究干旱脅迫下外源Spd對小麥籽粒灌漿動態(tài)、干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運、旗葉衰老和旗葉溫度等的影響，旨在探討干旱脅迫下外源Spd對小麥籽粒灌漿的調(diào)控及其相關(guān)機理，為緩解干旱脅迫對籽粒灌漿的抑制作用提供一定的理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　

3、　1.轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)過濾后，根據(jù)篩選標準，CK2 VS CK1之間共有1076個差異表達基因，上調(diào)和下調(diào)差異表達基因個數(shù)分別為877和199個，GO功能富集分析結(jié)果表明上調(diào)表達基因主要與多種脅迫響應和蛋白質(zhì)折疊等有關(guān)，而下調(diào)表達基因主要富集在細胞分裂、DNA復制、細胞增殖、有絲分裂和細胞周期以及表觀遺傳修飾相關(guān)的生物過程。上調(diào)表達基因顯著富集的KEGG代謝途徑主要有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工、內(nèi)吞作用、植物-病原互作、剪接體和植物激素信號轉(zhuǎn)導等，下

4、調(diào)表達基因顯著富集的代謝途徑主要有類胡蘿卜素生物合成、植物激素信號轉(zhuǎn)導以及酮的合成與降解。
　　2.S VS CK2之間共有496個差異表達基因，其中346個上調(diào)表達基因，150個下調(diào)表達基因，在分子功能方面，上調(diào)表達基因在絲氨酸型內(nèi)肽酶抑制劑活性、過氧化物還原酶活性和抗氧化活性上顯著富集。對S、CK2和M的并集差異表達基因進行邏輯趨勢分析后發(fā)現(xiàn)，0號趨勢在生物過程方面顯著富集的GO條目主要有翻譯、RNA甲基化和核糖體合成等，顯著

5、富集的KEGG代謝途徑主要為核糖體和氧化磷酸化，7號趨勢顯著富集的代謝途徑主要為真核生物中核糖體生物起源、RNA轉(zhuǎn)運和剪接體。
　　3.干旱脅迫顯著抑制小麥籽粒灌漿，外源Spd能夠顯著促進干旱脅迫下小麥籽粒灌漿，顯著提高了干旱脅迫下小麥的灌漿速率和粒重。干旱脅迫處理增加了營養(yǎng)器官花前貯藏同化物轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運效率以及對籽粒產(chǎn)量的貢獻率，降低了花后同化物對籽粒產(chǎn)量的貢獻率，而外源Spd能夠顯著提高干旱脅迫下小麥花后同化物輸入籽粒量和花后