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文檔簡介

小麥抗氧化物質對低溫的動態響應及相關基因差異表達分析植物的生長發育受到很多因素額影響,例如:溫度,光照,水分,重金屬,病蟲害等,其中低溫是對農作物產量影響最大的逆境條件之一。黑龍江是我國北方高寒地區,冬季氣溫低且持續時間較長,冬小麥能否在黑龍江省穩定越冬一直是育種上一個值得突破的問題。2007年,東北農業大學小麥育種研究室成功培育出東農冬麥1號新品種,使得冬小麥在高寒地區種植成為可能。前人已經在東農冬麥1號的抗寒機理方面做了大量的研究,但對于如何準確評價抗氧化水平對于小麥抗寒性的影響機制尚未完全揭示。本試驗選取抗寒性差異顯著的3個小麥品種即強抗寒品種“東農冬麥1號”、弱抗寒品種“濟麥22”和不抗寒品種“中國春”為材料,田間生理試驗取樣設置在低溫馴化期和封凍期,室內通過模擬低溫環境對分蘗節進行取樣,通過測定3個小麥品種間活性氧含量及抗氧化酶活性,抗氧化劑含量,明確低溫下不同抗寒品種的小麥間活性氧含量的動態變化及調節機制。通過室內模擬低溫和田間真實情況的比較分析,判斷室內模擬低溫處理能否較好的評價田間的真實情況,為探究室內抗氧化指標的快速鑒定方法奠定基礎。同時選取“東農冬麥1號”和“中國春”作為試驗材料,針對本課題組前期數字表達譜中篩選出3個與超氧化物歧化酶有關的表達基因,3個與抗壞血酸過氧化物酶有關的表達基因,之所以選擇這6個基因是因為檢測到其在低溫馴化處理的不同時間內出現多次過表達,推測這幾個基因的表達與冬小麥馴化期抗寒性積累有關。采用室內低溫模擬的方法,測定不同抗寒性冬小麥在低溫脅迫下超氧化物歧化酶(SOD)和抗壞血酸或氧化物酶(APX)相關基因的表達差異。最終通過結合室內外生理生化指標水平和基因定量表達分析的結果,探究室內活性氧含量的動態變化以及抗氧化系統生理指標的快速鑒定方法,明確低溫下麥品種間與活性氧含量調節有關清除物及相應的基因,為進一步研究小麥抗寒遺傳基礎和遺傳改良潛力奠定基礎。本試驗所得結果如下:1、經充分低溫馴化的冬小麥品種,在田間封凍后期或盆栽冷凍至-18℃時,分蘗節內H2O2含量和封凍30d丙二醛含量可用于鑒別小麥品種抗寒性。2、與SOD和POD相比,在封凍30d后,小麥品種分蘗節內APX和CAT活性高更有利于提高小麥抗寒能力。3、快速冷凍和延時冷凍小麥體內H2O2含量的變化趨勢與露地越冬條件下表現相近。在CAT的活性上,延時冷凍試驗與田間試驗結果比較吻合。4、TaSOD-3基因在冷凍初期(低溫馴化30d及-102h℃)在東農冬麥號中的表達量相對于中國春達到最大,分別是中國春的8.63和11.78倍。5、TaAPX-2和TaAPX-3均在冷凍期(-12℃2h)于東農冬麥1號中的表達量相對于中國春達到最大,分別為中國春的3.12和21.22倍。6、TaSOD-3、TaAPX-2、TaAPX-3基因是參與低

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