化感水稻抑草作用對干旱脅迫響應(yīng)的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、植物化感作用(Allelopathy)是指一種活體植物(供體)產(chǎn)生并通過揮發(fā)(Volatilization)、淋溶(Leaching)、分泌(Exudates)和分解(Decomposition)等方式環(huán)境釋放某些化學(xué)物質(zhì)而影響其他植物(受體)的生長和發(fā)育的化學(xué)生態(tài)學(xué)現(xiàn)象。利用植物化感作用抑制田間雜草被認(rèn)為是21世紀(jì)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要生物技術(shù)之一，揭示植物化感作用的調(diào)控機(jī)理已成為當(dāng)前植物生物學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。水稻化感作用及其調(diào)控機(jī)理是

2、植物化感作用研究的重要內(nèi)容。 本課題組前期研究表明，水稻對干旱脅迫相當(dāng)敏感，干旱脅迫條件下，水稻化感作用明顯增強(qiáng)，產(chǎn)量亦明顯降低。揭示水稻干旱脅迫條件下化感作用增強(qiáng)的分子機(jī)理，對培育抗旱、抑草能力俱佳的優(yōu)良水稻品種具有重要意義。本研究以強(qiáng)化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont為材料，在苗期進(jìn)行干旱脅迫處理，通過調(diào)查不同土壤水分條件下，強(qiáng)化感潛力水稻PI312777和弱化感水稻Lemont抑草能力的變化，同時(shí)提取水稻葉片

3、和根系的蛋白質(zhì)，分析其差異表達(dá)蛋白質(zhì)，并應(yīng)用熒光定量PCR方法在RNA表達(dá)水平上加以驗(yàn)證相關(guān)基因表達(dá)變化，取得的主要結(jié)果如下： (1)在干旱脅迫處理?xiàng)l件下，化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont的抑草能力明顯增強(qiáng)，化感水稻對田間雜草的控草效應(yīng)顯著高于非化感水稻。 (2)差異蛋白質(zhì)組學(xué)分析顯示，干旱脅迫處理?xiàng)l件下，兩種水稻根系中有23個蛋白質(zhì)發(fā)生差異表達(dá)，其中22個根系蛋白鑒定，主要是：ATP合成酶、熱激蛋白70

4、、組氨酸激酶、谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶、羥基肉桂酰CoA轉(zhuǎn)移酶，分別與與能量代謝相關(guān)、抗逆作用相關(guān)、化感作用相關(guān)等。 (3)差異蛋白質(zhì)組學(xué)分析顯示，干旱脅迫處理?xiàng)l件下，兩種水稻葉片中有24個蛋白質(zhì)發(fā)生差異表達(dá)，其中19個葉片蛋白鑒定，主要是：核酮糖1，5-二磷酸脫羧酶/加氧酶激酶、甘氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶、細(xì)胞色素P450單氧化酶、查兒酮和二苯乙烯合成酶，分別與與能量代謝相關(guān)、抗逆作用相關(guān)、化感作用相關(guān)等。 (4)應(yīng)用FQ-PCR技術(shù)