水稻籽粒灌漿期根系對水分調(diào)控的響應(yīng)機制.pdf

1、水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的糧食作物，全球有50%以上的人口以稻米為主食。如何采取有效地栽培調(diào)控措施促進水稻產(chǎn)量的提高是水稻高產(chǎn)研究中的熱點問題之一。水分調(diào)控模式是水稻栽培調(diào)控中的一個關(guān)鍵技術(shù)，對水稻的籽粒灌漿和產(chǎn)量的形成至關(guān)重要，而根系作為土壤水分調(diào)控的第一感應(yīng)者在響應(yīng)水分調(diào)控、促進水稻植株的生長及籽粒灌漿亦有著重要的意義。
　　本研究以大穗型常規(guī)水稻“金恢809”為材料，通過盆栽種植方式，設(shè)計兩種水分

2、處理模式，即常規(guī)灌溉和干濕交替處理。田間試驗表明，在籽粒灌漿期，適度的干濕交替處理增加了水稻的根冠比，提高了水稻弱勢籽粒的灌漿速率及結(jié)實率，進而促進了水稻的終產(chǎn)量。
　　為了探討干濕交替處理模式對籽粒灌漿期水稻根系的分子調(diào)控機制，本研究進一步采用雙向電泳技術(shù)，構(gòu)建了不同水分處理方式下，籽?；ê?0天、20天、30天的水稻根系蛋白表達圖譜。共檢測到76個差異表達的蛋白點，經(jīng)過LC-MS/MS分析，共有69個蛋白點被成功鑒定到。通過蛋

3、白功能及豐度的分析發(fā)現(xiàn)，干濕交替處理下對水稻根系中蛋白質(zhì)的表達影響較大，主要體現(xiàn)在增強了根系氨基酸和蛋白質(zhì)合成、抗逆境脅迫和抗氧化還原能力、有氧呼吸與ATP能量合成、ABA合成與物質(zhì)運轉(zhuǎn)、信號傳導與細胞骨架維持等相關(guān)蛋白的表達，降低了根系氮代謝、糖酵解、無氧呼吸與ATP能量消耗等相關(guān)蛋白。進一步分析發(fā)現(xiàn)，在水稻灌漿期干濕交替處理增加水稻根系中抗旱蛋白的表達以增強對外界脅迫的抵御，同時增強氨基酸代謝和磷酸戊糖途徑相關(guān)蛋白的表達以提供植株生

4、長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)和能量。再者，通過增強dnaK-type分子伴侶、二硫鍵異構(gòu)酶和GF14-3-3等蛋白參與ABA信號途徑，增強了同化物質(zhì)由營養(yǎng)組織向籽粒的轉(zhuǎn)運，從而提高籽粒灌漿結(jié)實，增加水稻收獲指數(shù)。另一方面，適度干旱脅迫(即干濕交替)影響水稻根系的氮代謝途徑，同時降低了水稻根系糖源的消耗，減少了光合產(chǎn)物向地下部的運輸，而轉(zhuǎn)向“庫”即籽粒中的運輸，從而提高籽粒的充實程度，增加水稻產(chǎn)量。
　　本研究表明，水稻籽粒灌漿期適度的干濕交