ABA对木薯块根淀粉累积影响机制初探

【摘要】木薯是全球重要的粮食作物,也是工业淀粉生产和燃料乙醇的原料,木薯具有高生物量、抗旱耐贫瘠和优良的淀粉品质等生物学特性,因而木薯的高淀粉和抗逆性强等特点使其成为应对粮食与能源危机的一个重要作物。目前对木薯的这些重要生物学特性的分子机制研究尚十分有限。已有研究表明木薯ABA在其高淀粉产量和抗旱中具有重要的作用,但是相关研究基本是空白。深入了解ABA的合成与分解,以及ABA信号如何调控木薯光合产物积累的生物学过程对于挖掘木薯高生物量机制,并进而推动木薯产量与品质的遗传改良,具有十分重要的作用。本研究选择木薯高产栽培品种SC124和产量中等而淀粉率较高的Arg7为试验材料,在盆栽条件下以ABA和ABA抑制剂钨酸钠处理处于块根形成期(60D)的木薯植株,先后处理3次,在第一次处理后2-48h采集了叶片样品,测定了其内源ABA和其它三类激素含量,并提取RNA样品,用于跟踪主要相关基因的表达水平变化,同时采集了对照品种的叶片样品；在间隔10天,处理3次后,收获了处理和对照的植株,调查了其地上部重量、块根种以及块根数量与径粗度,最后监测了ABA合成与钝化、ABA受体以及淀粉合成途径相关基因的表达水平变化。获得的主要结果如下：1、在预实验中确定了施用ABA和ABA抑制剂钨酸钠的浓度上限分别为10mg/L和2000mg/L,及超过该浓度,选择的指标基因表达将受到抑制；在试验中发现,外源ABA的施用导致了ABA合成以及受体基因PYL等的关联表达,并且淀粉合成上游基因如SUSY随着ABA浓度的变化呈正相关。2、外源ABA处理影响木薯的生长发育及生物积累效果：通过ABA和ABA抑制剂处理的盆栽表型试验,初步证明干扰木薯ABA水平对植株生长发育产生了不同程度的影响,总的趋势是有可能增加块根和地上部生物量,但是还需要进一步在控制条件下增加试验证据。3、木薯体内的内源ABA的变化具有光信号调控的昼夜节律：从非处理条件下SC124与Arg7两个品种叶片内源激素变化的一致趋势证明,植株ABA水平受到光周期的明显调节,以中午以前较高,午后至夜晚低,次日遵循相同的规律。4、木薯体内自身存在一种维持ABA稳态水平的调节机制根据ABA和ABA抑制剂钨酸钠处理后木薯植株内源ABA含量变化,以及相关激素和ABA合成与钝化基因表达的变化,初步揭示木薯植株内部存在一种灵活的ABA调节机制,以促使ABA保持一个稳定的水平。表现在：①施用外源ABA以及钨酸钠之后,发现仅在2h,内源ABA含量降低,浓度低于对照,并且在4h-12h,ABA的含量总体趋势都是处于下降的状态。说明在2h以前,被吸收的外源ABA就已经开始降解,来维护植物内稳态。②与ABA含量变化的同时,其余与ABA具有拮抗作用的内源激素IAA与GA呈现相反的变化趋势。IAA和GA与ABA的拮抗作用之前已有报道,推测IAA与GA的拮抗作用可能也是木薯内源ABA平衡的一种方式。③在施用外源ABA或者ABA抑制剂钨酸钠后,ABA合成的主要基因ZEP、ALDO表达明显减低,而ABA钝化相关基因UTG则相应有所增强,虽然只在午夜12时ABA水平最低时较为明显,说明该基因受ABA反馈和光信号的双重调节。5、ABA积累与淀粉合成的关系现有试验尚不明确通过对非处理条件下和ABA处理下ABA信号受体基因及主要淀粉代谢基因的在叶片中的定量表达分析,没有证据表明存在一定的促进或者抑制方式。主要问题可能是木薯内部维持一个ABA平衡态,其作用强度不能够简单的用正效和负效应解说；此外我们的表达分析只用了叶片,而非淀粉积累器官,缺乏块根的基因表达信息和ABA等激素水平数据,需要进一步完善后方能够做出结论。
【作者】王淑娟；
【导师】王文泉；
【作者基本信息】海南大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】木薯；ABA；ABA抑制剂；基因表达；淀粉积累；

【参考文献】
[1]陈威.动态环境中软件演化过程模型及关键技术研究[D].西安电子科技大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[2]丁蕊,薛丽群,陈盛.石墨烯复合物的制备及其应用研究进展[J].福建师大福清分校学报,2014,02:39-48.
[3]华强.永磁无刷直流电机恒功率弱磁控制研究[D].浙江大学,电机与电器,2004,硕士.
[4]霍晓雷.重庆钢铁研究所经营战略研究[D].重庆大学,工商管理,2003,硕士.
[5]陈继中,莫明道,朱忠宽.用有限带宽反射波波形分析法进行储层横向预测[J].石油地球物理勘探,1993,01:73-83+126.
[6]陈铁军.思想政治教育生态观研究[D].西安电子科技大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[7]杨刚.成核剂诱导聚丙烯高压结晶行为的研究[D].西南交通大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[8]赵忠哲.沈阳市某医院170例颅脑损伤患者病例分析[D].吉林大学,公共卫生,2012,硕士.
[9]辛红霞.A集团公司资本运营研究[D].河北大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[10]孙长玥.从《修墓老人》看司各特的宗教观[D].安徽大学,英语语言文学,2014,硕士.
[11]张福玲.公司治理结构、股权激励对高管套现行为的影响研究[D].浙江理工大学,企业管理,2013,硕士.
[12]周刘山.平等竞争和民间活力[D].中国政法大学,政治经济学,2013,硕士.
[13]万皓.供水营业管理系统的设计与实现[D].南昌大学,电子与通信工程（专业学位）,2012,硕士.
[14]宋玉长刘珍.银行业管理变革大趋势[N].计算机世界,2001-05-28C03.
[15]罗良清.寓言·语言·意识形态[D].广西师范大学,文艺学,2003,硕士.
[16]漆凌.新媒体时代对外汉语教学中的审美教育[D].华中师范大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[17]王建军,洪志祥.马钢热轧横切线上的急停系统[J].冶金自动化,2013,02:87-88.
[18]牛茜茜.针刺左侧大包穴对健康青年男性大脑中动脉血流动力学安全性影响的研究[D].黑龙江中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[19]林丽娜.长春市中职学校形体训练课开设现状及对策研究[D].东北师范大学,体育（专业学位）,2012,硕士.
[20]张建民.用于新兴复合材料成形的液压机装备—模具在偏载下的耦合分析[D].天津理工大学,材料加工工程,2013,硕士.
[21]张霞.混浊介质粒度对偏振光180°后向散射特性的影响[D].曲阜师范大学,光学,2004,硕士.
[22]GuoWei.A Study of English Nominalization from A Grammatical Metonymy Perspective[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[23]徐光,赵刚,孙宝泰.Genius通信网络在连轧机自动控制中的应用[J].冶金自动化,2001,01:71.
[24]何明杰.考虑电动汽车充放电的电网经济调度研究[D].华东交通大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[25]杜继永,张凤鸣,杨骥,吴虎胜.多UCAV协同任务分配模型及粒子群算法求解[J].控制与决策,2012,11:1751-1755.
[26]孙光荣.基于克拉克·奎因4C模型的中学物理移动学习资源的设计与开发研究[D].河北师范大学,现代教育技术,2014,硕士.
[27]庄玮薇.书面语复杂性与准确性的动态变化[D].大连海事大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[28]张三明.服务型税务队伍建设的对策研究[D].山西财经大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[29]郑生祥.陕西省遗址旅游项目融资风险贴现率的确定与研究[D].西安建筑科技大学,管理科学与工程,2003,硕士.
[30]徐红.基于多层C/S结构的本地计费帐务系统设计与实现[D].西安建筑科技大学,采矿工程,2003,硕士.
[31]章伟.深圳市智能交通系统运维模式及评价体系研究[D].大连海事大学,公共管理,2012,硕士.
[32]韩悦.论坛、博客、微博网络舆论的议题设置比较研究[D].湖北大学,传播学,2011,硕士.
[33]顾胜贤.电子邮件社团核心聚类的社团划分算法研究[D].华东理工大学,计算机技术,2013,硕士.
[34]王丽君.四川毛尔盖电站西尔瓜子水库滑坡形成机理及治理结构研究[D].西南交通大学,岩土工程,2013,硕士.
[35]王楠楠.基于联二萘酚衍生物受体的合成及其离子识别研究[D].渤海大学,有机化学,2013,硕士.
[36]张慰.辨证应用中药联合西药标准三联疗法提高幽门螺旋杆菌根除率的临床观察[D].北京中医药大学,中医学,2014,硕士.
[37]李雪倩.我国民办高校教师人才流失问题及对策研究[D].中国海洋大学,公共管理,2010,硕士.
[38]戴景超.温胆汤加减治疗痰热内扰型广泛性焦虑的临床疗效观察[D].北京中医药大学,中西医结合临床,2013,硕士.
[39]董倩.比亚迪G6汽车密封条试生产项目质量管理研究[D].吉林大学,项目管理,2014,硕士.
[40]李红梅.全氢罩式退火炉的退火过程自动控制系统[J].冶金自动化,2003,01:46-47+50.
[41]洪梅花.基于Meta图的业务流程与流程知识的集成建模研究[D].南京航空航天大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[42]刘素英.肝硬化门静脉血栓形成的临床特点及相关危险因素分析[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[43]李长娟.培养中学生口语交际能力的研究[D].东北师范大学,教育,2003,硕士.
[44]卢跃.移动电子商务的法律问题[D].中国政法大学,法律,2004,硕士.
[45]王利锋.喷墨打印用陶瓷表面装饰墨水的制备及其性能分析[D].天津大学,化学工程,2013,硕士.
[46]杨清培,杨光耀,宋庆妮,施建敏,欧阳明,祁红艳,方向民.竹子扩张生态学研究:过程、后效与机制[J].植物生态学报,2015,01:110-124.
[47]李乾坤.胃癌病人血清中DLL4及VEGF的表达及临床意义[D].青岛大学,内科学,2013,硕士.
[48]王忠.织构C_（60）薄膜的生长及特性研究[D].武汉理工大学,材料工程,2003,硕士.
[49]罗小林.武钢集团焦化有限责任公司经营战略研究[D].武汉理工大学,交通运输工程,2003,硕士.
[50]王文涛.民营美术馆设计研究[D].中央美术学院,建筑设计及其理论,2013,硕士.