不同浓度ABA处理对水稻籽粒中蔗糖合酶活性的影响

论文总字数：6811字

摘 要

蔗糖合酶是一种参与植物体内蔗糖代谢的重要酶。实验采用离体穗培养技术研究不同浓度的ABA处理对水稻籽粒中蔗糖合酶活性的调节作用。主要结果如下：低浓度ABA处理后，显著提高了籽粒中ABA含量和蔗糖合酶活性，而高浓度ABA处理则使籽粒内源ABA含量和蔗糖合酶活性降低。表明ABA在籽粒充实过程中有重要的调控作用，其作用在很大程度上是通过调节籽粒中蔗糖合酶活性达到。

关键词：水稻，脱落酸，蔗糖合酶活性，离体穗培养

Abstract：Sucrose synthase is a kind of important enzymes in sucrose metabolism in plant.Experiment in Detached panicle culture techniques were carried out to study different concentrations of ABA treatment of sucrose synthase activity in rice grain.Main results are as follows: low concentration ABA treatment, significantly increased the ABA content in grains and sucrose synthase activity, while the high concentration of ABA is the kernel content of endogenous ABA and sucrose synthase activity decreased. Results show that the ABA has a major role in the regulation of grain filling process, its role is to a large extent by adjusting the grain sucrose synthase activity reached.

Keywords: rice(Oryza sativa L) , ABA, sucrose synthase activity, detached panicle culture

目 录

1　前言 ……………………………………………………………………… 4

2　材料与方法 …………………………………………………………………5

2.1　实验材料 …………………………………………………………………5

2.2　水稻穗离体培养 …………………………………………………………5

2.3　蔗糖合酶的提取与活性测定………………………………………………6

2.4　籽粒内源ABA含量的测定……………………………………………… 6

3　结果与分析 …………………………………………………………………6

3.1　内源ABA含量的变化…………………………………………………… 6

3.2　不同浓度ABA处理对水稻籽粒中蔗糖合酶活性的影响 …………… 7

结论 ……………………………………………………………………… 8

参考文献 ……………………………………………………………………… 9

致谢 …………………………………………………………………………10

1　前言

1909年，德国科学家H.Fitting在研究兰花的花粉提取物时提出了植物激素的概念。70年代初期，Jackson指出，任何器官的发育都依赖于激素平衡和有效同化物之间的相互作用。Brenner^[1]指出，源库器官的发育、功能及碳氮同化物的运输、分配在多方面受植物激素系统的调节，进一步强调了植物激素的重要性。

随着生物科学的发展，人们对植物激素研究探讨的不断深入，越来越多的研究表明，植物激素在植物生长发育过程中具有重要的调控作用。在水稻生长发育中，控制其生长分化的5大激素：生长素(IAA )、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)，脱落酸(ABA)及乙烯，在不同生育时期，不同部位各自具有其作用效果。人们通常认为细胞分裂素、生长素和赤霉素促进植物的生长发育，而脱落酸抑制植物的生长发育，促进植物的成熟和衰老。但最近几年的许多研究表明，脱落酸在粒重的形成过程中起重要作用，如增加光合产物在大豆种子中的累积，促进大麦、小麦和玉米籽粒的生长发育等。

1.1　脱落酸（ABA）在籽粒发育中的作用

ABA和籽粒充实关系密切。虽然ABA究竟是作为籽粒充实的调节“因子”还是作为“扳机”尚不清楚，但库中ABA积累与生长速率的平行关系已得到许多的证明。杨建昌等^[2]研究发现：灌浆前期稻、麦籽粒内源ABA的变化与籽粒增重有相同趋势，且籽粒重量大和灌浆强度强的籽粒比籽粒重量轻和灌浆强度弱的籽粒具有较高的内源ABA水平，从而指出ABA对籽粒灌浆有促进效应。靳德明等^[3]研究了重穗型杂交水稻籽粒灌浆过程中强势和弱势颖花内源IAA，ABA和GA水平的动态状况，发现IAA和ABA水平在强势颖花中较高而GA水平在弱势颖花中较高，三种激素水平的变化与谷粒增重速率之间均存在正相关。

不仅内源ABA对籽粒灌浆有促进作用，适宜浓度的外源ABA也有促进籽粒胚胎发育、加快同化物运输、促进籽粒充实灌浆的作用^[2]。张浩等^[4]用ABA涂抹稻穗及剑叶后，运用示踪动力学分析方法分析剑叶中几种光合产物的变化，发现ABA涂抹稻穗后，能抑制剑叶中暂不输配物质的形成，对可输配物质的形成及光合产物的输出速率具促进作用；而ABA涂抹剑叶后，对暂不输配物质、结构物质与呼吸消耗均具有抑制作用，对可输配物质的形成则具促进作用。灌浆初期，低浓度ABA处理对茎鞘贮藏物质的运转有明显的促进作用，茎鞘物质输出率显著增加^[5]，经ABA处理的旗叶同化物输出速率在后期也明显高于对照。

施用外源ABA对水稻强势粒影响不大，但对弱势粒增重影响明显。这是由于ABA对籽粒充实的调节作用主要是通过增加或减少弱势粒胚乳细胞数而实现的，对强势粒胚乳组织发育的影响很小^[5]。喷施ABA能减少水稻的空瘪率，且主要是减少弱势粒的空瘪率。分析强、弱势粒对外源ABA反应的差异(ABA对胚乳细胞数影响的大小)，可能与强、弱势粒内源ABA含量或浓度有关：强势粒内源ABA含量高，对外源ABA反应迟钝；而弱势粒内源ABA含量低，对外源ABA反应比较敏感。

外源ABA对籽粒灌浆的效应还取决于其浓度和籽粒发育时期。ABA对结实率、谷粒充实率、粒重和产量的影响因ABA浓度、处理时间不同而有很大差异。一般来说，水稻籽粒灌浆的前期及后期用低浓度ABA处理可以加速籽粒灌浆速率，提前到达最大灌浆速率，并增加结实率和粒重，而且愈是籽粒结实和充实程度差的品种(组合)，促进作用愈大；而灌浆中期低浓度ABA及各期高浓度ABA处理均抑制灌浆速率。杨建昌等^[5]发现，在灌浆初期（1－8d）花后低浓度(15mg/L) ABA处理对结实率、籽粒充实率、粒重、单株产量、弱势粒的胚乳组织发育以及颈、鞘贮藏物质的运输都有明显的促进作用，而灌浆中期(花后16d)低浓度ABA以及各期高浓度(30mg/L)ABA处理则对以上指标表现为抑制作用。

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