發(fā)布時(shí)間：2020-06-23 00:01

【摘要】：黑龍江省為我國重要的粳稻生產(chǎn)區(qū),為滿足我國稻谷市場需求和保障我國糧食安全做出巨大貢獻(xiàn)。孕穗期為水稻需水臨界期,孕穗期遭遇干旱脅迫嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量及品質(zhì)。氮代謝是植物生命活動(dòng)的重要生理過程之一,對(duì)水稻生長發(fā)育、產(chǎn)量和蛋白質(zhì)形成都有重要影響。因此,為明確孕穗期干旱脅迫對(duì)寒地粳稻氮代謝及產(chǎn)量的影響,本試驗(yàn)選用寒地粳稻松粳6(干旱敏感型)和東農(nóng)425(耐旱型)為材料,設(shè)置三個(gè)干旱脅迫梯度(輕度干旱:-10 kPa、中度干旱:-25 kPa、重度干旱:-40 kPa),以正常灌溉為對(duì)照,研究孕穗期干旱脅迫對(duì)寒地粳稻氮代謝關(guān)鍵酶活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、籽粒蛋白質(zhì)及各組分含量以及產(chǎn)量的影響,明確氮代謝對(duì)孕穗期干旱脅迫的響應(yīng)機(jī)制及品種間差異,揭示氮代謝關(guān)鍵酶活性對(duì)籽粒蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)各組分的調(diào)控效應(yīng),旨在豐富寒地粳稻孕穗期抗旱生理基礎(chǔ)。本試驗(yàn)主要結(jié)論如下:1.與對(duì)照相比,孕穗期輕度干旱5-15 d寒地粳稻功能葉片硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)活性升高,但隨著干旱的時(shí)間延長,增幅降低,在輕度干旱20 d時(shí)活性下降,復(fù)水后活性升高,增幅逐漸減小;在中度、重度干旱下隨著干旱程度增加酶活性降低(除東農(nóng)425 GS、GOT在中度干旱5 d時(shí)和NR、GOGAT、GPT在中度干旱5-10 d時(shí)活性升高),隨著干旱脅迫時(shí)間的延長,降幅增加,復(fù)水后降幅減小。兩個(gè)品種功能葉片谷氨酸脫氫酶(GDH)隨著干旱脅迫程度和時(shí)間的增加活性升高,增幅逐漸增大,復(fù)水后增幅減小。在相同干旱處理下,東農(nóng)425功能葉片氮代謝關(guān)鍵酶活性表現(xiàn)均高于松粳6,且復(fù)水后東農(nóng)425恢復(fù)能力強(qiáng)于松粳6。2.與對(duì)照相比,輕度干旱寒地粳稻籽粒GS、GOGAT、GPT、GOT活性均顯著升高;中度干旱下,東農(nóng)425 GS、GOGAT、GPT、GOT在灌漿前期(齊穗后7-14 d)活性升高,之后降低;松粳6 GS、GOGAT在灌漿前期(齊穗后7 d)活性升高,之后降低,而GPT、GOT活性在整個(gè)灌漿期均降低;重度干旱下,GS、GOGAT、GPT、GOT活性降低,顯著低于中度干旱。與對(duì)照相比,籽粒GDH隨著干旱脅迫程度的增加活性升高。在相同干旱處理下,東農(nóng)425籽粒氮代謝關(guān)鍵酶活性表現(xiàn)均高于松粳6。3.與對(duì)照相比,干旱處理下功能葉片可溶性蛋白含量升高。松粳6在干旱處理5-10 d隨著干旱程度和時(shí)間的增加含量升高,干旱處理15 d起,重度干旱含量低于中度干旱;而東農(nóng)425在干旱5-15 d隨著干旱程度和時(shí)間增加含量升高,干旱處理20 d時(shí)重度干旱含量低于中度干旱。寒地粳稻功能葉片脯氨酸含量隨著干旱脅迫程度和時(shí)間的增加顯著升高。干旱處理下東農(nóng)425可溶性蛋白和脯氨酸含量表現(xiàn)均高于松粳6,復(fù)水后東農(nóng)425恢復(fù)能力高于松粳6。4.孕穗期干旱脅迫下東農(nóng)425籽粒蛋白質(zhì)含量升高,隨干旱程度的增加,增幅降低;松粳6籽粒蛋白質(zhì)含量總體表現(xiàn)為輕度中度對(duì)照重度(除齊穗后7 d,重度干旱大于對(duì)照),且東農(nóng)425增幅均高于松粳6。松粳6籽粒清蛋白總體表現(xiàn)為中度輕度對(duì)照重度干旱,而東農(nóng)425隨干旱程度增加含量升高;松粳6球蛋白、醇蛋白和東農(nóng)425球蛋白表現(xiàn)為中度輕度重度干旱對(duì)照;東農(nóng)425醇蛋白、谷蛋白含量表現(xiàn)為中度重度輕度對(duì)照;松粳6谷蛋白表現(xiàn)為輕度中度重度對(duì)照。東農(nóng)425籽粒蛋白質(zhì)各組分含量總體表現(xiàn)均高于松粳6。5.孕穗期不同程度干旱脅迫下寒地粳稻產(chǎn)量顯著降低,且隨著土壤水勢(shì)降低,降幅增大,品種間差異顯著,與松粳6相比,東農(nóng)425產(chǎn)量降幅較小。導(dǎo)致減產(chǎn)主要原因?yàn)樗肓��?shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重顯著降低。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S511.22
【圖文】：

4+。如圖1-1所示，植物同化硝酸鹽的首要步驟為植物體表皮和皮層細(xì)胞從土壤溶液中吸收的硝態(tài)氮（NO3-）經(jīng)硝酸還原酶（Nitrate reductase, NR）還原轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮（NH4+），和植物體本身吸收的銨態(tài)氮（NH4+）經(jīng)一系列生理生化反應(yīng)被植物體最終轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)氮被植物有機(jī)體利用[36]。植物進(jìn)行NH4+同化一般有兩個(gè)途徑：一條途徑是通過谷氨酸脫氫酶（Glutamate dehydrogenase, GDH）催化α-酮戊二酸與硝態(tài)氮（NO3-）還原產(chǎn)生的銨態(tài)氮（NH4+）生成谷氨酸；另一種途徑是通過谷氨酰胺合成酶（Gluaminesynthetase, GS）催化谷氨酸（Glutamic）與銨態(tài)氮（NH4+）結(jié)合生成谷氨酰胺（Glutamine, Gln），該反應(yīng)所需的ATP由線粒體提供，生成的谷氨酰胺在谷氨酸合成酶（Glutamate synthetase,GOGAT）催化下與α-酮戊二酸結(jié)合，生成2分子谷氨酸（Glu），其中一分子谷氨酸用來合成其他氨基酸，而另一分子谷氨酸作為底物與銨態(tài)氮（NH4+）在谷氨酰胺合成酶（GS）催化下循環(huán)利用[37]。特別指出的是

2.3.2 籽粒氮代謝關(guān)鍵酶各處理選取生長整齊一致且同日抽穗的植株掛牌標(biāo)記，分別于齊穗期后 7、14、21、28、35 天的晴天上午 9:00-10:30 取樣，每處理取 3 盆，三次重復(fù)，選取穗中上部籽粒進(jìn)行氮代謝關(guān)鍵酶（GS、GOGAT、GDH、GPT、GOT）活性測(cè)定。2.3.3 籽粒蛋白質(zhì)及各組分各處理選取生長整齊一致且同日抽穗的植株掛牌標(biāo)記，分別于齊穗期后 7、14、21、28、35 天和成熟期的晴天上午 9:00-10:30 取樣，每處理取 3 盆，三次重復(fù)。2.4 測(cè)定方法2.4.1 功能葉片硝酸還原酶提取及活性測(cè)定參考李合生[137]的離體法測(cè)定 NR 活性，具體方法如圖 2-1 所示，并用 NaNO3做標(biāo)準(zhǔn)曲線，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算硝酸還原酶活性，酶活性以每小時(shí)每克鮮樣中產(chǎn)生的 NaNO2微克數(shù)（μg·g-1·h-1）表示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2726462