外源脱落酸和水杨酸对小麦穗发芽的抑制效应及作用机理

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1、ByZhangXiaoADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceChengduInstituteofBiology,ChineseAcademyofSciencesMay,2013论文独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师陈静研究员的指导下完成的。除文中特别加以标注及致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表过的研究成果，不包括为获

2、得任何大学或研究所的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了感谢。本学位论文成果是本人在中国科学院成都生物研究所读书期间在导师指导下完成的，论文成果归成都生物所所有，特此声明。学位论文版权使用授权书学位论文作者：张笑日期：2013年5月28日本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托中国科学院大学向中国学术期刊(光盘版)电子杂志社提交，同意编入CNKI学位论文全文数据库并充实到“学位论文学术不端行为检测系统”比对资源库，同意按章程规定享受相关权益。本

3、人授权中科院成都生物研究所可以将论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等手段保存、编绘论文内容。学位论文作者：张笑指导老师：陈静日期：2013年5月28日摘要穗发芽(pre-harvestsprouting，PROS)指潮湿环境条件下，收获前籽粒在穗上发芽的现象。小麦穗发芽是世界性的农业灾害，严重影响小麦的产量和品质，是小麦生产上急需解决的重大问题。长期以来，国内外学者从穗发芽鉴定方法、穗发芽生理、穗发芽产生的遗传基础等多方面进行了大量研究，表明小麦穗发芽是受多个遗传系统调控和环境影响的复杂数量性状。控制穗发芽的途径主要有

4、两种；一是选用抗(耐)穗发芽的品种，二是化学防控途径。由于存在多个控制穗发芽的遗传分量，在抗(耐)穗发芽种质资源和优良抗性基因普遍匮乏的情况下，短时间内通过遗传改良的手段难以培育过硬的抗穗发芽品种。上世纪70年代以来，作物化控技术获得重大发展，穗萌抑制剂具有成本低、周期短、使用方便等特点，开发应用一批行之有效的穗发芽抑制剂成为小麦穗发芽防治的有效途径。本研究对不同浓度脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)及其组合对小麦种子和整穗萌发的抑制效应进行比较，选择适宜的外源激素浓度和组成，为小麦新型穗萌抑制剂的开发提供参考依据。通过生化分析小麦种子对外源激素处理的

5、生理响应，以及采用荧光定量PCR技术揭示外源激素对种子萌发相关基因转录水平上的表达影响，进一步阐明外源激素抑制种子萌发的生理生化基础和分子机理。主要研究结论如下：1、ABA对种子萌发的抑制效应受品种的ABA敏感性和自身发芽能力的影响，SA则对不同基因型小麦具有较强的萌发抑制能力，二者抑制种子萌发的方式不同，组合使用对种子萌发的抑制效应更加强力、持久。2、ABA和SA抑制种子萌发具有剂量效应，随着处理时间延长，激素处理种子的发芽恢复能力降低，含有SA的处理组发芽力急剧下降，表明其发芽抑制作用更加持久稳定。3、在人工模拟自然潮湿环境的强选择压力下，相对低

6、浓度的SA与ABA组合对不同品种仍具有强烈的发芽抑制作用。然而，品种之间激素的发芽抑制效应有差异，可能与籽粒成熟度或品种休眠程度不同有关。SA与ABA组合可进一步用于新型小麦穗萌抑制剂的开发。4、ABA和SA对萌发种子伍．淀粉酶、PPO活性均有负调控作用，且表现剂量效应。随着时间推移，ABA不能有效抑制两种酶活性的升高，而SA对两种酶活性的抑制强度明显高于ABA，SA+ABA组合的酶活性抑制作用最强且持久。外源脱落酸和水杨酸对小麦穗发芽的抑制效应及作用机理5、种子自然萌发过程中，PAL活性逐渐升高，ABA对PAL活性有强烈的诱导和促进作用。相对而言，

7、SA及其与ABA组合处理的种子PAL水平较低、变幅较小。6、种子自然萌发过程中，TaWRKY71表达量低或者不表达；ABA和SA能够诱导促进TaWRKY71的转录表达，且SA对TaWRKY71表达的诱导作用更强；ABA+SA组合更加稳定地促进TaWRKY71表达。7、SA和ABA能显著抑制小麦TaAmyl淀粉酶基因的表达，单一SA或与ABA组合对TaAmyl表达的抑制效应大于ABA，且SA+ABA组合的抑制效应更加稳定、持久。8、SA和ABA处理的小麦TaWRKY71和TaAmyl基因表达量呈负相关，ABA对TaGA200xl表达有显著抑制作用，而S

8、A对TaGA200xl表达无明显影响。推测ABA可能阻遏GA合成和诱导TaWRKY71表达，SA则主要通过诱