不同水稻品种基因表达对干旱胁迫的应答

摘要

本文以中旱3号和矮仔占为材料，分析了10％聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫对上述两水稻品种叶片含水量的影响，应用基因芯片技术分析了中旱3号和矮仔占叶片基因表达对干旱胁迫的应答，并应用RT-PCR对部分干旱胁迫诱导基因的转录水平进行了验证。进而探讨了水稻对干旱胁迫的应答机制，其主要结果如下：
　　 1.干旱胁迫对水稻幼苗含水量的影响
　　 PEG6000模拟干旱对两种供试水稻幼苗叶片含水量均有明显影响。供试水稻幼苗叶片的相对含水量随着干旱处理时间的延长而降低，并且中旱3号相对含水量下降的幅度较小，矮仔占相对含水量下降幅度较大。这表明，中旱3号为耐旱品种，矮仔占为干旱胁迫敏感型品种。
　　 2.水稻基因表达对干旱胁迫应答的基因芯片分析
　　 PEG6000模拟干旱胁迫对两供试水稻品种幼苗叶片的基因表达有明显的影响。中旱3号幼苗叶片中受到PEG6000模拟干旱胁迫诱导基因有信号受体相关基因、信号转导相关基因、转录因子及转录调控相关基因、抗脱水特异性蛋白相关基因、解毒相关基因、次生物和抗生素合成相关基因、分子构型和大分子修饰相关基因、物质运输与代谢相关基因几大类型。其中，中旱3号叶片中信号转导、转录调控、抗脱水特异性蛋白以及解毒相关基因受到干旱胁迫大量诱导，尤其是干旱胁迫诱导中旱3号叶片中木菠萝凝集素、水通道蛋白强烈表达，而在矮仔占叶片中未检测到其诱导作用。这可能是中旱3号耐干旱胁迫主要机制。
　　 相反，矮仔占叶片中受干旱胁迫所诱导基因的数量不仅很少，而且受诱导基因的上调倍数也较低，尤其是受诱导的抗脱水特异性蛋白相关基因数量很少。这可能是矮仔占对干旱胁迫敏感的主要机制。
　　 3.干旱胁迫诱导基因的RT-PCR验证
　　 RT-PCR结果表明干旱胁迫对中旱3号叶片中与活性甲基循环、转移相关基因的表达既有抑制作用又有诱导作用。而对矮仔占叶片中与活性甲基循环、转移相关基因的表达具有抑制作用，这与基因芯片的检测结果相一致。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

1.本研究的立题依据

2.中国农业水危机

3.植物对干旱胁迫的生理生化适应

4.基因表达对干旱胁迫应答研究进展

5.本试验研究的内容、目的以及意义

材料与方法

1.材料

2.主要测定项目及方法

2.1干旱胁迫对水稻幼苗相对含水量的影响

2.2干旱胁迫对水稻叶片基因表达影响的基因芯片分析

2.3干旱胁迫诱导基因的RT-PCR验证

结果与分析

1.干旱胁迫对水稻幼苗叶片相对含水量的影响

2.干旱胁迫诱导表达基因的分布

2.1干旱胁迫诱导基因在不同染色体上的分布

2.2干旱胁迫诱导基因在细胞器上的分布

2.3干旱胁迫诱导基因按生物学功能的分布

3.干旱胁迫诱导基因类型及其功能分析

3.1受体基因

3.2参与信号转导相关基因

3.3转录因子及其基因转录调控

3.3与水胁迫相关的特异基因

3.5解毒相关酶

3.6与次生代谢相关基因

3.7与分子构型相关的酶

3.8与基团转移和大分子修饰相关基因

3.9与病程和其他抗性相关蛋白

3.10物质运输与调控相关基因

3.11代谢相关基因

4、转甲基相关差异转录基因的RT-PCR

4.1甲基转移、循环相关基因受干旱胁迫影响的基因芯片结果

4.2甲基转移、循环相关基因对干旱胁迫应答的RT-PCR验证

小结与讨论

1.干旱胁迫对水稻幼苗含水量的影响

2.干旱胁迫诱导表达基因的品种间差异

2.1诱导表达基因数量、上调倍数上的差异

2.2凝集素在抗旱性中的重要性

2.3水通道蛋白（AQP）在抗旱性中的重要性

2.4中旱3号耐干旱的其它分子机制

参考文献

致 谢