转菠菜BADH小麦抗性生理与不同抗旱性小麦品种中BADH的表达研究

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1、山东农业大学博士学位论文转菠菜BADH小麦抗性生理与不同抗旱性小麦品种中BADH的表达研究姓名：李永华申请学位级别：博士专业：植物学指导教师：邹琦2003.6.1关于学位论文原创性和使用授权的声明本人所量交的学位论文，是在导师指导下，独立进行科学研究所取褥的成果。对在论文研究期闻给予指导、帮助秘做出重要贸献的个人或集体，均在文中明确说明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文的规定，同意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送交论文纸质本和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授

2、权由东农业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或箕他复制手段保存论文帮汇编本学位论文。保密论文在解密厝应遵守此规定。论文作者签名：导师签名：日期：山东农业大学搏士学位论文转菠菜删三啊小麦的抗性生理及不同抗旱性小麦品种中删Z啊的表达研究专业：植物学指导教师：邹琦教授博士研究生：李永华摘要在干旱、低温等胁迫环境中，植物细胞内通常会积累一些相容性物质(也叫渗调物质)，从而减轻环境胁迫对植物造成的伤害，甜菜碱是主要的相容性物质之一。编码甜菜碱醛脱氢酶(BADH，催化甜菜碱醛合

3、成甜菜碱)的基因在甜菜碱的生物合成过程中处于关键地位。本研究首先对抗旱性强的小麦品系旱丰9703与抗旱性弱的品种山农215953干旱胁迫下的渗透调节能力和光合作用进行了bE较，分析了不同生育期叶片中BADH基因表达特性、BADH活性与甜菜碱含量，从生理与分子机制两方面对甜菜碱的生理功能进行了初步探讨。其次，研究测定了转菠菜BADH基因小麦低温及干旱胁迫下，不同生育期BADH活性、甜菜碱含量与光合作用等生理参数的变化，迸一步研究了小麦胁追耐性与甜菜碱含量、BADH活性之间的关系。考虑到菠菜与小麦BADH基因的保

4、守性，我们从抗旱小麦新品系旱丰9703叶片中克隆了BADHcDNA序列，并构建了表达载体，对模式植物烟草进行了转化，旨在进一步研究小麦BADH基因在抗逆性中的作用，为其今后在小麦育种中的应用打下基础。f主要结论如下：1．长期大田干旱胁迫下，旱丰9703表现出了较强抗性：三个生育期中旱丰9703的叶片相对含水量与渗透调节能力均高于山农215953，灌浆期的渗透调节能力最强，比乳熟期高O．284MPa：干旱胁迫下旱丰9703仍具有较高的净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv／Fm)和实际光化学效率(由PSII)

5、，耐光抑制能力较强。Northern印迹杂交结果表明：灌浆期中度水分胁迫时BADH的表达水平显著增加，早丰9703略高于山农215953：乳热期较严重的土壤水分胁迫下抗旱性强的品种叶片中BADH表达量明显高于抗旱性弱的品种；三个生育期中，BADH活性和甜菜碱含量的变化与BADH基因的表达呈现相同的趋势．均是先增加后降低，早丰9703的BADH活性与甜菜碱含量均高于山农215953，以灌浆期最为明显。干旱胁迫下旱丰9703叶片中较高的BADH表达使其甜菜碱含量与渗透调节能力一直高于山农215953，其叶片的保水

6、能力较强，维持了较高的净光合速率和PSII光化学活性；叶片中甜菜碱的积累量与小麦抗旱性成正相关，叶片中BADH活性与甜菜碱含量水平可以作为小麦抗性强弱的主要参考指标。2．研究发现，转菠菜BADH基因小麦植株在耐低温、干旱胁迫和抗光氧化方面的能力攀永肇转菠菜8dDH：J,麦获瞧垒毽毒不弱撬攀瞧小麦晶耱审BADH静表途骚壅鞍强，时片中较高的螽I}蔡碱禽量可熊对宅{fj胁追稽

7、挂的提高超赣整鬃作用，结合农艺性凝鹃竣蠢每选耩，拣累99T4黧99T6哥辍佟羹较好煞抗莲秘凌资游在枣麦抗魏旁霉孛遥稷孛应瓣。低漱耱遥下转蒸秘

8、抹系99T4稻991"6静渗透调节熬秀、抗羲像薅添魏、Dl辍自周转能力均高于4185。99TI、99T4眷n99T6叶片的净光含速鬻分别是对照檬株的0．96、2．11耱l。56锯；-7℃繇涯貉遥24h塔嚣，掾系99T4与99T6浚麓受戮磺嚣懿羝潼揍誊，裳税爨较强弱戴滠魏遗辩攫。灌浆期不同程度的干翠胁遣表脯，991"4与99T6辩千孚胁漉的能力要离予99TI与4185，熊够绦掩襁对较蠢瓣渗透调繁能力鸟盱绿紫含纛；较∥繁予举胁追T，99T4与99T6弱Pn(纷舞7+5pmolC02·积o·∥>簧整-'F4185(

9、绞兔4。9pmolC02·m‘·s“)；椽系99T4与弦稻在巍静铡环境下PS珏爱应中心受到翡损赘较小，其有较离的抗光襞他能力，99T4麓99T6依赖叶黄素循环的热耗散农糯散过剩光能的：i建攫中起列更犬作用；3。逶_j雯5+一黟3’-受兔C嚣，扶撬摹魏冬麦攀丰9703辞羚串夷爨彳BADHeDNA袅游蠢，愈名轰wB燃)H，在C-enebank孛注麓<淀耱荤：囊Y050316)。奎麦BADH固瞄A舞藏阅读