大豆抗旱突变体耐旱机理研究

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1、分类号：单位代码：10193密级：学号：2009750博士学位论文大豆抗旱突变体耐旱机理研究Mechanismofdroughttoleranceinadrought-resistantsoybeanmutant作者姓名：莫金钢专业：作物生物技术研究方向：生物技术在作物生产中的应用指导教师：王丕武教授所在学院：生命科学学院2015年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一

2、同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版

3、以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日摘要大豆（Glycinemax(L.)Merr.）是全球范围内主要的油料和蛋白作物，也是世界上最重要的商品之一。它可以为人们提供大量的植物食用油、微量元素和矿物质，同时也被广泛用作人类食物、动物蛋白饲料和工业原料等，如此广泛的用途使得它已成为全球广泛种植的作物，而且全世界对大豆的需求量还在不断的增加。然而，干旱已成为导致作物减产的最主要的环境因素，也严重制约着大豆的稳产和高产

4、，因此，研究干旱对大豆的影响以及大豆对干旱的应答机制，对选育耐旱性新品种具有重要意义。突变体是功能基因组学研究的重要材料，广泛应用于作物的形态特征、组织结构和生理性状与基因的连锁分析及其相关功能基因的克隆和研究。本论文以大豆抗旱突变体M18及其野生型大豆吉农18（JN18）为试验材料，利用不同浓度的聚乙二醇（PEG-6000）溶液模拟不同程度的干旱胁迫条件，采用砂培法研究了大豆在不同的生长发育时期对干旱胁迫的响应，同时，运用RNA-Seq技术对其苗期根系转录组进行了分析，探讨了抗旱突变体M18的耐旱机理，主要研究结果如下：1．在不同程度的干旱胁迫条件下，对大豆种子萌发特征与幼苗生长状况进行了

5、研究，结果表明，干旱胁迫对大豆种子的萌发和幼苗的生长均有一定的抑制作用，M18和JN18种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗的主根长、侧根数、侧根总长、根重和胚芽长均随着PEG处理浓度的增加而下降。在5%～20%PEG处理下，M18种子的发芽指数、活力指数和侧根数显著高于JN18（P＜0.05）；15%PEG处理下，M18幼苗主根长、侧根数、侧根总长和侧根重等指标均极显著高于JN18（P＜0.01）。干旱胁迫下，M18种子具有较高的发芽指数和活力指数，幼苗根系发达，并且具有较强的抗旱性。2．对M18和JN18苗期进行抗旱性研究，测定其在不同程度干旱胁迫条件下的形态指标和生理生化特性

6、。结果表明，随着干旱胁迫程度的不断加重，M18和JN18植株的主根长、一级侧根数、侧根总长度、根干重和总叶绿素含量等先升高后降低，株高、冠干重及叶片相对含水量（RWC）等则逐渐降低，而根冠比、脯氨酸（Pro）含量、可溶性糖（SS）含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）活性等随着干旱胁迫程度的加剧逐渐升高。在相同浓度PEG处理下，M18的根干重均极显著高于JN18（P＜0.01），根体积、株高、冠干重和Pro含量均显著高于JN18（P＜0.05）。由此表明，M18苗期具有强大的根系和生长优势，并且结合一定生理生化调节能力而表现出较强的抗旱能力，同时，也表

7、明地上部的生长发育与根系的生长状况密切相关。3．对M18和JN18在开花期的抗旱性研究表明，M18和JN18植株的株高、主茎节数和冠干重随着干旱胁迫程度的不断加剧而逐渐减小，主根长、一级侧根数、侧根总长度、I根体积和根干重则随着干旱胁迫程度的不断加强而先增加后减少，表明轻度干旱胁迫能促进大豆植株的根系生长；在相同浓度PEG处理下，M18的侧根总长度、根体积、根干重和根冠比略高于JN18，但均未达到显著差异（P