干旱脅迫下外源多胺對小麥籽粒灌漿調控的機理研究.pdf

1、小麥籽粒灌漿對于最終籽粒產量的形成十分重要，灌漿期干旱會顯著影響小麥籽粒灌漿，多胺作為一類重要的植物激素，對籽粒灌漿起著重要的調節(jié)作用。本研究以西農979為試驗材料，從開花期至成熟進行正常供水(WW)和干旱脅迫(DS)兩種水分處理，利用轉錄組測序(RNA sequencing，RNA-Seq)技術對WW+噴施清水(CK1)、DS+噴施清水(CK2)、DS+噴施1mmolL-1亞精胺(Spd，S)和DS+噴施5mmolL-1多胺合成抑制劑

2、-丙脒腙(MGBG，M)4個處理的小麥弱勢籽粒進行轉錄組分析，以期從轉錄水平揭示小麥弱勢籽粒響應干旱脅迫環(huán)境的分子機理和干旱脅迫下Spd調控弱勢籽粒灌漿的分子機理。同時，通過對干旱脅迫下小麥進行噴施Spd處理，研究干旱脅迫下外源Spd對小麥籽粒灌漿動態(tài)、干物質積累和轉運、旗葉衰老和旗葉溫度等的影響，旨在探討干旱脅迫下外源Spd對小麥籽粒灌漿的調控及其相關機理，為緩解干旱脅迫對籽粒灌漿的抑制作用提供一定的理論依據。主要結果如下:
　

3、　1.轉錄組測序數據過濾后，根據篩選標準，CK2 VS CK1之間共有1076個差異表達基因，上調和下調差異表達基因個數分別為877和199個，GO功能富集分析結果表明上調表達基因主要與多種脅迫響應和蛋白質折疊等有關，而下調表達基因主要富集在細胞分裂、DNA復制、細胞增殖、有絲分裂和細胞周期以及表觀遺傳修飾相關的生物過程。上調表達基因顯著富集的KEGG代謝途徑主要有內質網蛋白加工、內吞作用、植物-病原互作、剪接體和植物激素信號轉導等，下

4、調表達基因顯著富集的代謝途徑主要有類胡蘿卜素生物合成、植物激素信號轉導以及酮的合成與降解。
　　2.S VS CK2之間共有496個差異表達基因，其中346個上調表達基因，150個下調表達基因，在分子功能方面，上調表達基因在絲氨酸型內肽酶抑制劑活性、過氧化物還原酶活性和抗氧化活性上顯著富集。對S、CK2和M的并集差異表達基因進行邏輯趨勢分析后發(fā)現，0號趨勢在生物過程方面顯著富集的GO條目主要有翻譯、RNA甲基化和核糖體合成等，顯著

5、富集的KEGG代謝途徑主要為核糖體和氧化磷酸化，7號趨勢顯著富集的代謝途徑主要為真核生物中核糖體生物起源、RNA轉運和剪接體。
　　3.干旱脅迫顯著抑制小麥籽粒灌漿，外源Spd能夠顯著促進干旱脅迫下小麥籽粒灌漿，顯著提高了干旱脅迫下小麥的灌漿速率和粒重。干旱脅迫處理增加了營養(yǎng)器官花前貯藏同化物轉運量、轉運效率以及對籽粒產量的貢獻率，降低了花后同化物對籽粒產量的貢獻率，而外源Spd能夠顯著提高干旱脅迫下小麥花后同化物輸入籽粒量和花后