无侧根水稻突变体RM109的突变特性

摘要

水稻根系育种是我国水稻育种的前沿课题,也是当前一项世界性的热门领域,世界各国陆续开展了水稻超高产育种的研究,其实质就是针对地上部叶片光合作用以及根系吸收水分、肥料能力的提高。虽然我国在此方面已取得了很大的进展,但在一定程度上许多难题还有待解决,所以从遗传和生理育种的角度进行研究十分必要。对突变体的研究是揭示植物遗传学、分子生物学、植物形态学、植物生理学及植物化学内在联系的重要手段,也是最有效的途径。
　　 本论文以粳稻品种大力(Oryza sativa L.cv.Oochikara)、无侧根突变体(RM109)、原品种为父本与突变体为母本的杂交后代(F1)为材料,以原品种大力为对照,对水稻无侧根突变体RM109和杂交体目的生理生化特性进行了研究,得到了以下主要结论:
　　 1.无侧根突变体RM109与对照相比,叶片中的POD酶活高于对照,而SOD、CAT和SDH酶活却低于对照,同时蛋白质含量也低于对照:杂交体F1与对照相比,叶片中的SOD、CAT、POD和SHD酶活都低于对照,水溶性蛋白质含量也低于对照。究其原因,酶活的变化可能是由于机体本身激活了酶保护系统,启动了酶修复机制。而酶是基因产物,是基因表达的结果。
　　 2.无侧根突变体RM109与对照相比,叶片中的MDA的含量高于对照,Pro与淀粉及可溶性糖的含量也高于对照,RM109的叶绿素比对照增加了17.0％左右；杂交体F1与对照相比,叶片中的MDA、Pro及可溶性糖的含量高于对照,且MDA的含量高达对照的2.2倍；F1中叶绿素与淀粉低于对照,叶绿素的含量比对照降低了6.0％左右；这些结果表明RM109与对照相比,更能适应逆境条件。
　　 3.实验通过对不同类型的水稻苗期根系形态特征的调查比较发现,由2,4-D处理的全部浓度范围内的实验,RM109都比大力表现出耐性；而由H2O2处理的全部浓度范围内的实验,大力都比RM109表现出耐性,进一步证明了RM109的氧化还原酶系异常；通过测定电导率的变化,反映出三个品种间质膜的伤害程度和抗逆性有着显著的差异。
　　 4.水稻侧根缺失对地上部各器官的生长发育都有极大的影响,RM109株高从生长期到成熟期都比对照大力的低,抽穗期比大力约晚2周,其茎、剑叶、穗都较大力有很大的差异,产量仅是大力的11％；可见,侧根在植物生长发育上起着不可忽视的作用。
　　 综上所述,无侧根突变体RM109在生理尘化特性上与原品种大力有着明显的差异,揭示了基因突变后引发的生理生化的变化,明确了水稻侧根的功能,为水稻高产和抗盐碱能力的提高提供了理论依据。