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《中国农业科学》 2014年13期
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一个矮秆多分蘖水稻突变体的植物激素动态特性分析

刘清  童建华  史齐  彭克勤  王若仲  蔺万煌  Mohammed Humayun Kabir  沈革志  萧浪涛  
【摘要】:【目的】比较水稻矮秆多分蘖突变体与野生型材料间的植物激素含量差异,并分析不同生长调节剂处理对其株高、分蘖的影响,探析植物激素在突变体形态发育过程中的生理功能。【方法】以T-DNA插入引起的矮秆多分蘖突变体(CA648)及对照中花11(ZH11)为供试材料,采用高效液相色谱法(HPLC)分析三叶期、五叶期、分蘖盛期、拔节孕穗期的根、假茎(或茎)、叶中的赤霉素(GA1,GA4)、生长素(IAA)、玉米素(Z)和脱落酸(ABA)的含量,进行CA648与ZH11在不同生长发育时期的不同器官中的植物激素含量差异比较分析;利用液相色谱-串联质谱联用法(HPLC-MS/MS)测定拔节孕穗期根、基部、茎秆及叶片中的IAA、Z及玉米素核苷(ZR)的含量并进行根、茎、叶等不同器官中IAA与Z+ZR含量间的比值差异分析;在CA648与ZH11的不同生长发育时期喷施不同浓度的GA3、IAA、Z及多效唑处理后统计株高、分蘖的变化特性,并比较分析CA648与ZH11对不同生长调节剂处理的反应敏感性差异。【结果】不同生长发育时期的CA648与ZH11的不同器官中的植物激素存在不同变化趋势。GA1+4含量变化情况为在三叶期和五叶期的叶片中两者相差不大,而根和假茎中的含量则是CA648高于ZH11;从五叶期至拔节期,随着生育期延长,ZH11的假茎和根中GA1+4含量升高而叶片中含量降低,但CA648却表现出相反的变化趋势,假茎和根中的GA1+4含量降低但叶片中含量却升高。IAA含量变化情况为五叶期、分蘖盛期时CA648叶片中的IAA含量低于ZH11,而假茎中的IAA含量却高于ZH11;拔节期时,CA648的根、茎、叶中IAA含量均与ZH11对应器官中的IAA含量相差不大。Z、ZR含量变化情况为三叶期CA648的根与假茎中的Z含量都低于ZH11;在拔节期,分蘖部位的基部和茎中的Z+ZR含量为CA648高于ZH11,而叶片中的Z+ZR含量却是CA648略低于ZH11。ABA含量变化情况为在三叶期、五叶期时CA648的ABA含量高于ZH11,而拔节期却显著低于ZH11。IAA与Z+ZR的比值情况为在顶叶、茎秆中是CA648大于ZH11,而在基部和根中则是CA648中的比值小于ZH11。不同浓度GA3、IAA、Z和多效唑喷施处理表明CA648的株高易受生长调节剂的影响。与喷水对照相比,喷施GA3、IAA、Z均能增加CA648的株高,其敏感性依次为GA3处理IAA处理Z处理;喷施多效唑后CA648与ZH11的株高均明显降低;虽然CA648与ZH11的株高均受GA3、多效唑等生长调节剂的影响,但CA648更敏感,当喷施的GA3浓度≥288μmol·L-1时,CA648的株高能够达到或超过ZH11的株高;与株高易受生长调节剂的影响不同,CA648的多分蘖特性几乎不受长调节剂处理的影响,无论是否喷施生长调节剂,CA648的分蘖数均远远多于ZH11。【结论】与对照相比,CA648体内的GA1、GA4、IAA、Z、ZR含量及其IAA与Z+ZR的比值有利于矮秆多分蘖性状的形成,即植物激素含量与比例能够反映CA648的生理特性;生长调节剂对CA648的分蘖与株高具有不同调控效果,喷施GA3、IAA、Z和多效唑能够显著改变株高,但其多分蘖特性不受株高改变的影响。

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