高温胁迫对小麦淀粉合成及相关基因表达的影响.pdf

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1、分类号:密级:公开学号:20162112004单位代码:10759石河子大学硕士学位论文高温胁迫对小麦淀粉合成及相关基因表达的影响学位申请人赵云指导教师李卫华教授徐红军研究员申请学位门类级别专业硕士专业名称农业硕士研究领域作物所在学院农学院中国·新疆·石河子2018年3月EffectsofHighTemperatureStressonStarchSynthesisandRelatedGeneExpressioninWheatADissertationSubmittedtoShiheziUniversityI

2、nPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAgricultureByZhaoYun(PrinciplesandMethodsofCropBreeding)DissertationSupervisor:ProfessorLiWeihuaJune,2018摘要目的：近年来高温一直困扰着小麦生产。因此，本试验通过模拟高温环境，对籽粒淀粉形成、相关酶活性及合成酶基因表达的进行了测定，为小麦耐高温品种的选育及响应提供理论依据。方法：本实验材料选

3、用新春11号，盆栽种植于石河子试验田内的温室中，将部分材料于花后5d~8d的移入温光可控培养箱进行高温胁迫（35℃）处理。检测高温诱导对特定的时间下小麦籽粒中淀粉的含量、相关酶活性及基因在转录水平表达差异。结果：（1）两处理总淀粉和支链淀粉的累积速度呈现单峰曲线变动，而直链淀粉的累积进程则出现先降低迅速回升，后又下降的变动趋势。花后早期高温显著降低了籽粒中各组份的含量，累积速度降低；高温胁迫使得总淀粉含量相较对照减少了2.14%~15.31%，直链淀粉含量相比对照降低了0.6%~3.78%，支链淀粉含量相较

4、对照下降了1.54%~9.74%。（2）花后早期高温处理下,测得小麦籽粒中各阶段SS活性、SSS活性、GBSS活性、SBE活性相较对照差异显著，而ADPGase活性虽然在各期间活性值均小于对照，但无显著性差别。通过相关分析看出，SS、SSS、SBE活性与总淀粉含量、支链淀粉含量在灌浆中后期的相关性为极显著。（3）检测种子灌浆进程中8个淀粉合成相关酶基因（agpⅠ，gbssⅠ，ssⅡ，ssⅡa，sbeⅡa，sbeⅡb，agpⅡ，gbssⅡ）在小麦胚乳中均有表达，且变化趋势基本类似，起初缓慢抬升，在到达顶峰又迅

5、速下落的单峰曲线或先缓慢下降后迅速上升直至峰顶直线下降的的模式。早期高温胁迫虽降低了agpⅠ、agpⅡ各阶段淀粉合成相关酶基因的表达量，但均无显著性差异，同时这两种基因在8个测定基因中表达量都较低，猜测他们对淀粉合成的影响较小,且温度不会太大影响它们的表达量；早期花后逆境胁迫抬高了SSS同工酶基因在灌浆中前期阶段的表达量，暗示逆境胁迫可能对SSS同工酶基因的表达在灌浆前期有一定的促进作用；而sbeⅡa的表达量在籽粒淀粉累积整个阶段均显著提高，对于sbeⅡb基因，仅在花后10d表达量最高，其它阶段都小于对照，

6、且差异明显，显著减少；高温胁迫提前了gbssⅠ的表达顶峰，且在花后10d的gbssⅠ表达量胁迫高于对照，其它阶段都明显小于对照，均无差异性显著，而gbssⅡ在花后15d处理却高于对照，其它阶段均低于对照，差异亦不显著。结论：由于高温胁迫所导致，以致淀粉各组份的累积速率显著降低，积聚量显著减少；相关基因的表达相比对照差异显著，变化明显。相关分析亦阐明，籽粒各阶段淀粉累积速率与ADGPase、GBSS、SSS、SBE活性、相关基因表达均显著性相关。可见小麦籽粒淀粉含量的降低，是各种酶促反应、相关基因的表达的综合

7、影响结果。同时本研究还表明，温度胁迫对一些基因在灌浆中前期的表达具有促进作用，但并未对淀粉含量造成影响。关键词：小麦；花后高温；淀粉；酶活性；基因表达IAbstractObjective:Hightemperatureshaveplaguedwheatproductioninrecentyears.Therefore,thisexperimentstudiedthegrainstarchformation,relatedenzymeactivitiesandgeneexpressionofsynthetas

8、egenesbysimulatinghightemperatureenvironment,andprovidedthetheoreticalbasisforbreedingandresponseofwheathightemperatureresistantvarieties.Methods:TheexperimentalmaterialwasXinchunNo.11,whichwaspottedandplante