赤霉素对水稻叶夹角的调控作用及其机理研究

作     者：夏婵 

作者单位：华中农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：尹昌喜

授予年度：2018年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：水稻 叶夹角 赤霉素 调控机理 

摘      要：水稻(Oryza sativa)是世界上约一半以上人口的主食,在可耕地面积减少的形势下,理想株型对提高水稻单产尤为重要,而水稻叶夹角是理想株型的主要特征之一。很多研究表明,油菜素甾醇(Brassinosteroid,BR)在调控水稻叶夹角过程中起重要作用,而赤霉素(Gibberellin,GA)对水稻叶夹角的调控机理尚不清楚。本试验利用GA合成受阻突变体(d18)、GA信号减弱突变体(d1、slr-D3)、GA信号增强突变体(slr1)、BR合成受阻突变体(d2-1)和BR信号减弱突变体(d61-2)材料,探索了GA对水稻叶夹角的调控机制,主要试验结果如下:***促进水稻叶夹角增大。与野生型相比,GA合成受阻突变体及GA信号减弱突变体的第二叶夹角减少,GA信号增强突变体的第二叶夹角增大;与对照相比,外源GA处理的水稻叶夹角增大,GA合成抑制剂PP333处理下的水稻叶夹角减小。***可以与BR协同调控水稻叶夹角。与野生型相比,GA合成受阻突变体及GA信号减弱突变体对BR的敏感性降低,BR合成受阻突变体及BR信号减弱突变体对GA的敏感性减弱;与对照相比,GA+BR处理下水稻叶夹角增加值大于GA、BR单独处理时水稻叶夹角增加值之和。***还可以不依赖于BR调控水稻叶夹角增大。外源GA、BR处理下水稻叶枕细胞形态观察结果表明GA减少了水稻叶枕远轴厚壁组织细胞层数和细胞大小,而不改变叶枕近轴细胞层数;BR不改变叶枕近轴、远轴细胞层数,而是促进叶枕近轴伸长和扩张。转录组数据和qRT-PCR结果证实BR促进叶枕近轴细胞膨胀素基因的表达上调,而GA降低远轴细胞的细胞周期蛋白和细胞壁纤维素合成酶基因的表达。综上所述,本研究结果证实GA能够促进水稻叶夹角增大。GA可以与BR协同促进水稻叶夹角的增大;GA还可以不依赖于BR调控水稻叶夹角增大。BR主要是促进水稻叶枕近轴细胞膨大,GA主要是减少叶枕远轴细胞数目和细胞大小来促进水稻叶夹角增大。