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小麦种子内源GA3检测方法优化及其在种子萌发早期的动态变化

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种子休眠解除与萌发牵涉到许多生理生化过程,如信号转导与传递、酶的启动、基因的转录与翻译、激素调节、蛋白质的分解与合成、糖类代谢、储藏物质动员、细胞再生等。植物内源激素是植物体内自身合成,低浓度即可对植物的生长发育起着调节作用的有机化合物,主要有ABA、GAs、IAA等。在种子发育、休眠与萌发过程中,内源激素能通过多种信号途径影响种子内的各种生理生化变化,调节一系列酶的代谢,从而控制种子的发育、休眠与萌发。本研究利用20份小麦材料(10份易发芽材料和10份抗穗发芽材料),分析小麦种子吸胀的0到48小时内源激素(主要是内源GA3)的动态变化趋势,研究具有不同穗发芽抗性的小麦种子在吸水后48小时内内源GA3动态变化与种子萌发水平的关系。主要结果如下: (1)比较和评价了4种种子内源激素提取和纯化方法,通过对所得的峰型和回收率进行比较,建立了一种适合小麦种子内源激素提取的体系以及利用高效液相色谱法检测其含量的标准化方法。通过对提取与检测方法的评价、比较,最后确定了以Agilent C18XBD反相色谱柱(250mm×4.5μm)为检测柱,柱温35℃,波长254nm,流动相V甲醇∶V水(0.6%冰醋酸)=50%∶50%,流速1ml/min,进样量20μL为检测条件的小麦内源激素的检测方法。 (2)对小麦遗传材料进行穗发芽抗性鉴定,从中筛选出20份表型稳定的材料(10份抗穗发芽和10份易发芽),不同年度间同一种植点的发芽率相关度达0.986,但是由于环境差异造成同一年份不同种植点之间发芽率相对差异较大。 (3)按照优化后的提取、纯化检测方法对筛选出的20份蜡熟期收获小麦萌发种子进行5个时间梯度(0h、6h、12h、24h和48h)的内源激素分析。结果显示,利用优化后的方法,可稳定检测到供试材料的内源GA3,且其变化趋势差异明显,但是仅从部分材料中检测到IAA和ABA。2014、2015年种植的抗穗发芽材料,内源GA3含量存在差异,但是它们随萌发时间而出现的变化趋势基本一致。在抗穗发芽材料中,除了AS661764和AS661712在2014和2015年间内源GA3变化趋势的相关性分别是0.571和0.527外,其它8份抗穗发芽材料的内源GA3的相关度都达到0.7以上;萌发开始的48小时内源GA3的变化趋势平缓略下降。在易穗发芽材料中,除了AS661335和AS661119在2014年和2015年内源GA3变化趋势的相关度较低外,其它8份易穗发芽材料的相关系数都达到0.9以上,且内源GA3的含量整体比抗穗发芽材料高,其中川农16、AS661619、AS661804、AS661145和AS661311内源GA3的变化呈下降趋势;AS661873、良麦4号、AS661030、AS661335和AS661119内源GA3含量在24小时后显著增加。通过对两年内源GA3含量的比较看出,在抗穗发芽材料中,萌发开始的48小时内源GA3的变化趋势平缓略下降;在易穗发芽材料中,内源GA3的含量整体比抗穗发芽材料高,部分材料在24小时后GA3含量显著增加。

张琴

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小麦 内源激素 动态变化 种子萌发

硕士

作物遗传育种

王际睿

2016

四川农业大学

中文

S5