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两个水稻突变体对干旱和盐胁迫的敏感性分析及OsPIPE的表达模式研究

两个水稻突变体对干旱和盐胁迫的敏感性分析及OsPIPE的表达模式研...

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作者：刘舵兰州大学

学位级别：硕士

水稻是世界三大粮食作物之一。近年来,全球范围内干旱和土地盐碱化日益加重,这严重影响了水稻粮食的生产,所以迫切需要对干旱和盐胁迫进行研究。本研究所用的实验材料是以水稻中花11为背景的两个突变体,分别命名为245em和340。论文中初... 详细信息

水稻是世界三大粮食作物之一。近年来,全球范围内干旱和土地盐碱化日益加重,这严重影响了水稻粮食的生产,所以迫切需要对干旱和盐胁迫进行研究。本研究所用的实验材料是以水稻中花11为背景的两个突变体,分别命名为245em和340。论文中初步分析了它们对干旱和盐胁迫敏感的原因。对于245em突变体,叶片表皮细胞边缘锯齿状突出嵌合不紧密,同叶序中的气孔密度较野生型高,干旱状态下气孔关闭程度减弱,导致其叶片蒸发较野生型加剧。此外,245em根系不发达,吸水能力减弱。对于340突变体而言,气孔畸形,气孔开度变大,使其水分蒸发加快。离体叶片失水变快,相对水含量降低,其叶片持水能力变弱。干旱条件下,其刺毛直立比例没有野生型高,不利于阻碍叶表的空气流动,从而比野生型叶表水分散失加快。另外,340突变体根系不发达,吸水能力减弱。这些原因导致340对干旱和盐胁迫敏感。在实验中,我们还发现了这两个突变体的其他表型变化,如245em突变体植株高度变矮,多数农艺性状变差;340突变体发育期植株矮化,长势变弱,叶耳消失,根与根系中轴夹角、部分叶片与茎夹角都变大。在拟南芥中,蛋白磷酸酶PIPE能够与DELLA蛋白相互作用使之发生去磷酸化,我们推测与之同源的水稻OsPIPE可能具有相似的功能。我们克隆了OsPIPE的启动子,构建了proOsPIPE::GUS载体,通过水稻转基因技术获得了转基因植株。表达模式分析发现OsPIPE可以在叶片中的表达,并且在叶脉和叶片边缘表达较强。另外,我们对水稻转化体系进行了优化:发现再分化培养时,适宜浓度的VB1、增强透气性、维持较高的培养温度能够明显提高愈伤组织再分化的速度和效率。筛选培养、再分化培养前对愈伤组织进行干燥,也可以提高再分化的效率。

关键词：水稻气孔突变体水稻表皮突变体干旱和盐胁迫 OsPIPE 表达模式分析

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