不同光周期和溫度條件下水稻開花的分子調(diào)控研究.pdf

1、光周期和溫度是植物開花的兩個(gè)關(guān)鍵的調(diào)控因素,植物的成花轉(zhuǎn)變決定于植物對光周期和溫度變化的精確測量。水稻是短日照植物,在長日低溫條件下抽穗期推遲。為了闡明溫度和光周期對水稻開花時(shí)間的調(diào)控效應(yīng),我們用一個(gè)對光周期反應(yīng)不敏感的突變體(lf132)及其野生型(中花11)作為實(shí)驗(yàn)材料,分析了在不同光周期和溫度條件下水稻開花的分子調(diào)控,為研究水稻開花機(jī)制提供依據(jù)。本研究將植物材料分別種植于海南三亞(N18°15’,E109°05’)和天津(N39°

2、13’,E117°11’),分析突變體和野生型在不同地區(qū)的生長抽穗情況。另一方面,為了分析在不同光周期和溫度條件下水稻開花的分子機(jī)理,本研究用人工氣候箱對實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行不同的光周期和溫度處理,其中,光周期條件設(shè)置為長日照條件(LD)(14h光,10h暗)和短日照條件(SD)(10h光,14h暗),溫度條件設(shè)置為正常溫度條件(28℃)和低溫條件(23℃)。本研究獲得的主要研究結(jié)果如下:
　　1.突變體Hdl位點(diǎn)的突變導(dǎo)致了Hdl的表達(dá)

3、量急劇下降,是一個(gè)Hdl功能下調(diào)的突變體。突變體積累的生物量較低,如株高和穗長較野生型明顯變小,而且突變體抽穗期明顯提前。統(tǒng)計(jì)突變體和野生型在不同地區(qū)的抽穗期發(fā)現(xiàn),無論在天津還是海南種植的實(shí)驗(yàn)材料,突變體都比野生型早抽穗;在天津種植的突變體和野生型比在海南種植的突變體和野生型抽穗期推遲,而且野生型的抽穗日期推遲更大。通過分析海南三亞和天津的光周期和溫度條件發(fā)現(xiàn),水稻在天津地區(qū)晚抽穗主要是由長日照和低溫條件引起的;野生型的抽穗日期在高緯度

4、地區(qū)(低溫,長日照)推遲更大,可能與突變體對光周期的鈍感有關(guān)。
　　2.Ehdl-Hd3a/RFT1途徑在水稻光周期開花調(diào)控途徑和溫度開花調(diào)控途徑中是保守的。Ehdl、Hd3a和RFT1的表達(dá)在低溫(23℃)條件下急劇下降,表明Ehd1、Hd3a和RFT1表達(dá)阻抑是低溫條件下水稻開花推遲的主要原因。
　　3.在長日照條件下,與正常溫度(28℃)條件相比,低溫促進(jìn)了Ghd7的表達(dá),表明低溫條件和長口照條件對Ghd7的表達(dá)具有協(xié)

5、同作用。低溫條件下Ghd7表達(dá)的上調(diào)也可能是水稻低溫開花推遲的關(guān)鍵原因。
　　4.無論在長日照條件下還是短日照條件下,Se5和RID1/Ehd2/OsIdl的表達(dá)在不同的溫度處理下沒有顯著差異,表明RID1/Ehd2/Osld1、Se5可能不參與水稻應(yīng)答溫度反應(yīng)。
　　5.分析Hdl與光周期開花調(diào)控途徑中幾個(gè)關(guān)鍵基因的調(diào)控關(guān)系,發(fā)現(xiàn)Hdl在長日照條件下負(fù)向調(diào)控Ehdl的表達(dá)而正向調(diào)控Ghd7的表達(dá),表明在長日照條件下,Hdl