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关于水稻根负向光性光受体和影响因素的研究

作　者: 张二金
导　师: 顾蕴洁
学　校: 扬州大学
专　业: 植物学
关键词: 水稻根负向光性感受部位光受体影响因素
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

水稻的种子根、不定根以及侧根都有明显的负向光性。水稻根的负向光性反应是植物向性运动的一种,是一个复杂的信号转导过程。本研究主要以扬稻六号为主要研究材料,通过根冠遮光和剥离、改变光质、色素提取、根冠可溶性蛋白电泳等试验来确定水稻根负向光性的感受部位和光受体。同时还研究了物理因素、化学因素和水稻自身因素对水稻根负向光性的影响作用。研究结果如下：1.无论在水培条件下还是在气培条件下,水稻种子根、不定根和侧根都有明显的负向光性；不同品种的水稻,负向光性存在着差异。2.不同植物的根对光的反应不同,有的具有明显的负向光性,如牛筋草等；有的则对光不敏感,如玉米等。3.根冠是水稻根负向光性反应中的感受部位,而光受体可能是向光素；蓝紫光和黄绿光能够诱导水稻根的负向光性反应,而红橙光无效。4.单侧光照能够使水稻根尖背光侧的生长素含量明显大于向光侧；水稻在发生负向光性弯曲生长的过程中,向光侧释放的H+的数量多于背光侧；水稻根负向光性弯曲部位形成的原因是向光侧细胞的长度大于背光侧。5.水稻种子根和不定根的负向光性弯曲角度随着光强的增强而加大,但是强光抑制水稻根的伸长生长；水稻种子根在照光30min后开始有负向光性反应,在照光60min后有明显的负向光性反应；水稻根的负向光性弯曲生长是在重力和光照双重作用下的矢量和；低强度的水分胁迫对水稻根的负相关性反应没有多大的影响,然而高强度的水分胁迫会使水稻根负向光性弯曲角度变小6.低浓度的外源生长素促进水稻根的伸长生长,高浓度的生长素抑制水稻根的伸长生长,同时生长素对水稻根负向光性的弯曲角度有微弱的促进作用,但是作用并不明显；低浓度的H202对水稻根的负向光性反应略有促进作用,而高浓度的H2O2则抑制水稻根的负向光性反应；Ca2+浓度在0.01～1mg·L-1的范围内促进稻根的负向光性反应,然而当Ca2+浓度大于100mg·L-1时则抑制水稻根的负向光性反应；EDTA抑制水稻根的生长和负向光性反应；在pH=6时,水稻根的负向光性及生长速率都达到最适的程度；盐胁迫下,水稻根的生长受到明显的影响,而水稻根负向光性的弯曲角度基本不受影响；重金属离子对水稻根负向光性有着明显的抑制作用。7.水稻生命周期中的每一个阶段的根都具有明显的负向光性；茎长在15～30cm的情况下,水稻根的负向光性弯曲角度以及发根的数量和生长量都达到最大；水稻在去除地上部分的情况下,水稻不定根和种子根的负向光性反应明显降低：高节位的不定根的负向光性弯曲角度大于低节位不定根的负向光性弯曲角度。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
第一章引言  9-20
  1.1 植物向光反应的类型  10-12
    1.1.1 茎的正向光性反应  10-11
    1.1.2 茎的负向光性反应  11
    1.1.3 根系的正向光性反应  11-12
    1.1.4 根系的负向光性反应  12
  1.2 向光性反应的机理  12-14
    1.2.1 Cholodny-Went假说  13
    1.2.2 Brusiuma-Hasegawa假说  13-14
    1.2.3 Cholodny-Went假说和Brusiuma-Hasegawa假说的关系  14
  1.3 光受体  14-18
    1.3.1 光敏色素  14-15
    1.3.2 蓝光受体  15-17
      1.3.2.1 隐花色素  15-16
      1.3.2.2 向光素  16-17
      1.3.2.3 ZTL/FKF1/LKP2家族蛋白  17
    1.3.3 UV-B受体  17
    1.3.4 其它的光受体  17-18
  1.4 影响植物向光性的因素  18-20
    1.4.1 影响茎向光性的因素  18-19
    1.4.2 影响根负向光性的因素  19-20
第二章关于水稻根负向光性的研究  20-28
  摘要  20
  2.1 材料与方法  20-22
    2.1.1 水稻种子根的培育  20
    2.1.2 水稻不定根的培育  20-21
    2.1.3 不同品种水稻不定根的培育  21
    2.1.4 气培水稻根的设置  21-22
      2.1.4.1 气培种子根的设置  21-22
      2.1.4.2 气培不定根的设置  22
    2.1.5 不同方向单侧光照射水稻根的设置  22
    2.1.6 高粱、玉米、小麦、牛筋草、狗尾草、火柴头不定根的培育  22
  2.2 结果与分析  22-26
    2.2.1 水稻种子根的负向光性  22-23
    2.2.2 水稻不定根的负向光性  23
    2.2.3 四种不同品种水稻根负向光性的差异  23
    2.2.4 气培条件下水稻根的负向光性  23-25
    2.2.5 不同方向单侧光照射下水稻根的负向光性  25-26
    2.2.6 其它几种物种根负向光性  26
  2.3 讨论  26-28
第三章水稻根负向光性的感受部位和光受体  28-38
  摘要  28
  3.1 材料与方法  28-30
    3.1.1 水稻种子根和不定根的培育  28
    3.1.2 根冠遮蔽试验  28
    3.1.3 根冠剥离试验  28
    3.1.4 光质的设置  28-29
    3.1.5 根冠色素提取试验  29
    3.1.6 根冠中蛋白的分离与鉴定  29
    3.1.7 水稻根以及负向光性弯曲部位的形态解剖  29-30
    3.1.8 ELISA法测定水稻根尖内源生长素含量变化  30
    3.1.9 水稻根释放H~+的检查试验  30
  3.2 结果与分析  30-36
    3.2.1 水稻根不同部位遮光后的负向光性  30-31
    3.2.2 剥离根冠对水稻根负向光性的影响  31
    3.2.3 光质对稻根负向光性的影响  31-32
    3.2.4 根冠中的色素  32-33
    3.2.5 根冠中的蛋白  33
    3.2.6 光照对水稻根尖生长素含量分布的影响  33-34
    3.2.7 水稻根弯曲部位两侧H~+释放量的差异  34-35
    3.2.8 水稻根的解剖结构  35
    3.2.9 水稻根负向光性弯曲处的解剖结构  35-36
  3.3 讨论  36-38
    3.3.1 水稻根负向光性的感受部位  36
    3.3.2 水稻根负向光性的光受体  36
    3.3.3 生长素在稻根负向光性中的作用  36-38
第四章影响水稻根负向光性的因素  38-54
  摘要  38
  4.1 材料和方法  38-40
    4.1.1 水稻种子根和不定根的培育  38
    4.1.2 物理因素的设置  38-39
      4.1.2.1 光强的设置  38-39
      4.1.2.2 光照时间的设置  39
      4.1.2.3 温度的设置  39
      4.1.2.4 重力试验  39
      4.1.2.5 水分胁迫的设置  39
    4.1.3 化学因素的设置  39
      4.1.3.1 生长素浓度的设置  39
      4.1.3.2 其它化学物质的设置  39
    4.1.4 水稻自身因素的设置  39-40
  4.2 结果与分析  40-51
    4.2.1 物理因素对水稻根负向光性的影响  40-43
      4.2.1.1 光强对水稻根负向光性的影响  40
      4.2.1.2 光照时间对水稻根负向光性的影响  40-41
      4.2.1.3 温度对水稻根负向光性的影响  41
      4.2.1.4 重力对水稻根负向光性的影响  41-42
      4.2.1.5 水分胁迫处理对稻根负向光性的影响  42-43
    4.2.2 化学因素对稻根负向光性的影响  43-48
      4.2.2.1 生长素对稻根负向光性的影响  43-44
      4.2.2.2 H_2O_2对水稻根负向光性的影响  44-45
      4.2.2.3 Ca~(2-)对稻根负向光性的影响  45
      4.2.2.4 EDTA对稻根负向光性的影响  45-46
      4.2.2.5 pH对水稻根负向光性的影响  46
      4.2.2.6 NaCl处理对稻根负向光性的影响  46-47
      4.2.2.7 重金属离子对水稻根负向光性的影响  47-48
        4.2.2.7.1 Pb~(4+)对水稻根负向光性的影响  47
        4.2.2.7.2 Cd~(2+)对水稻根负向光性的影响  47-48
    4.2.3 水稻自身因素对稻根负向光性的影响  48-51
      4.2.3.1 不同生长期水稻根负向光性  48-49
      4.2.3.2 不同茎长度所长出的不定根负向光性的比较  49-50
      4.2.3.3 去除地上部分对水稻根负向光性的影响  50-51
      4.2.3.4 不同节位水稻根负向光性的比较  51
  4.3 讨论  51-54
    4.3.1 物理因素对水稻根负向光性的影响  51-52
    4.3.2 化学因素对水稻根负向光性的影响  52
    4.3.3 水稻自身对水稻根负向光性的影响  52-54
第五章结语  54-57
  5.1 稻根是研究根负向光性反应以及植物光信号传导的好材料  54
  5.2 根冠是水稻根负向光性反应中的感受部位,而光受体是向光素；其弯曲部位向光侧细胞长度大于背光侧  54
  5.3 物理因素、化学因素以及水稻自身因素对水稻根的负向光性有明显的影响  54-56
    5.3.1 物理因素对水稻根的影响  54-55
    5.3.2 化学因素对水稻根的影响  55
    5.3.3 水稻自身对水稻根负向光性的影响  55-56
  5.4 本研究结果充实了植物向光性理论,为水稻根负向光性的信号转导研究做了铺垫  56-57
参考文献  57-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间发表论文目录  63-64

关于水稻根负向光性光受体和影响因素的研究

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