發(fā)布時間：2017-12-10 00:27

  本文關(guān)鍵詞：弱光導(dǎo)致玉米空桿的生理機制研究

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【摘要】：本研究的試驗材料是從同一個玉米高世代材料中分離出來的穩(wěn)定品系A(chǔ)和B,它們是一對對弱光敏感性差異較大的遺傳背景相似的稀有種質(zhì)材料,在弱光下,不耐陰系A(chǔ)雌穗生長受阻,易產(chǎn)生嚴(yán)重空稈現(xiàn)象,耐陰系B則雌穗發(fā)育正常。這兩個材料在研究玉米受弱光環(huán)境產(chǎn)生空稈的生理機制及分子遺傳方面具有非常重要的價值。本文主要從植株形態(tài)特征、主要農(nóng)藝性狀、光合葉綠素?zé)晒馓匦浴⑷~綠素生物合成、碳氮代謝及相關(guān)酶活性和酯酶同工酶方面對二者進行了較為詳實的研究,主要結(jié)果如下:1.弱光處理后,不耐陰系A(chǔ)和耐陰系B雌穗吐絲期、花粉活力、花粉萌發(fā)率、花粉萌發(fā)速率、雄穗鮮重與干重、雌穗發(fā)育均受到不同程度阻礙,且A受弱光脅迫的程度大于B(雄穗鮮重與干重除外);弱光降低了 A的雄穗長度和雄穗小花數(shù),增加了雄穗分枝數(shù),B則表現(xiàn)趨勢相反。2.遮蔭處理10 d、15 d和25d,自然光照和弱光處理下A的Pn均要顯著低于B,A的Ci各時期均高于B,結(jié)合Gs變化規(guī)律研究表明,不同光照環(huán)境下非氣孔限制因素是A凈光合速率低的原因之一,同時B的氣孔受弱光脅迫影響小于A。不同耐陰材料葉綠素?zé)晒鈪��?shù)變化研究表明,不管是在自然光照還是弱光條件下B葉片F(xiàn)v/Fm、Y(Ⅱ)、ETR和qP都比A高;弱光處理后,A葉片的Fv/Fm在遮蔭處理10 d降低,B葉片的Fv/Fm則一直比自然光照條件下高,A葉片的qP下降幅度大于B,且B具有較為穩(wěn)定的qN值。3.自然光照條件和弱光處理條件下,耐陰系B的α、rETRmax、Ik分別是不耐陰系A(chǔ) 的 1.03～1.21、1.04～1.46、1.00～1.43 倍和 1.05～1.24、1.07～1.26、1.14～1.56 倍,說明B可以承受弱光的能力大于A,并且具有較高的光能利用率;弱光處理降低A的Ik值0.01%～30.7%,對B的Ik作用除了后期(25 d)降低外,其他時期均起促進作用,較自然光照條件增加0.06%～6.50%。4.遮蔭處理10 d和15 d不耐陰系A(chǔ)在弱光脅迫下葉綠素生物合成受阻部位是在ALA的生成途徑,導(dǎo)致后面一系列前體物質(zhì)含量的降低;耐陰系B的葉綠素含量降低是由于葉綠素前體物Pchlide向葉綠素生成和PBG向Urogen Ⅲ轉(zhuǎn)化兩個部位受阻所致。遮蔭處理20 d時A葉綠素含量降低是由于葉綠素生物合成前體ALA向PBG和UrogenⅢ向Proto Ⅸ兩個部位轉(zhuǎn)化過程受阻所導(dǎo)致,B的受阻部位在谷氨酸生成ALA和UrogenⅢ生成Proto Ⅸ。遮蔭處理25 d時,A和B的葉綠素生物合成受阻位點一致,即從ALA向PBG的轉(zhuǎn)化受抑制,且A受抑制的程度大于B。5.耐陰系B的可溶性糖、蔗糖和可溶性蛋白含量在自然光照條件和弱光條件下均高于不耐陰系A(chǔ),且A在弱光下降低的幅度大于B。B的淀粉含量在弱光條件下比A高,自然光照條件下卻比A低,A的淀粉含量經(jīng)遮蔭處理降低48.0%～70.7%,B降低13.2%～41.4%。A和B的RuBPCase活性遮蔭處理后,均較對照條件降低,A降低幅度大于B。A和B的PEPCase活性在短期內(nèi)都有一個誘導(dǎo)激活的過程,B的PEPCase活性在弱光處理后一直表現(xiàn)為較遮蔭處理前上升的趨勢,并且PEPCase活性比A高,A的PEPCase活性在短期誘導(dǎo)激活之后就一直呈下降趨勢。6.為探明不同耐陰材料在酯酶同工酶酶活性上的差異,分別比較了 A和B在不同光照條件下酯酶同工酶酶譜變化,結(jié)果表明:自然光照條件下,A的EST酶活性高于B,說明自然條件下A不易產(chǎn)生空稈的原因可能與高活性的EST有關(guān),高活性EST可以促使酯酶代謝途徑大量分解糖類為生命活動提供所需能量。遮蔭處理條件下,A在雌穗的生長旺盛時期(遮蔭10 d和15 d)EST活性同樣高于B,說明酯酶代謝途徑可能產(chǎn)生了新的抑制雌穗生長物質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S513

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本文編號：1272449