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關鍵的調(diào)控因素,植物的成花轉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間的調(diào)控效應,我們用一個對光周期反應不敏感的突變體(lf132)及其野生型(中花11)作為實驗材料,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理,本研究用人工氣候箱對實驗材料進行不同的光周期和溫度處理,其中,光周期條件設置為長日照條件(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果如下:
　　1.突變體Hdl位點的突變導致了Hdl的表達

3、量急劇下降,是一個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驗材料,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。
　　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的表達在低溫(23℃)條件下急劇下降,表明Ehd1、Hd3a和RFT1表達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,低溫促進了Ghd7的表達,表明低溫條件和長口照條件對Ghd7的表達具有協(xié)

5、同作用。低溫條件下Ghd7表達的上調(diào)也可能是水稻低溫開花推遲的關鍵原因。
　　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可能不參與水稻應答溫度反應。
　　5.分析Hdl與光周期開花調(diào)控途徑中幾個關鍵基因的調(diào)控關系,發(fā)現(xiàn)Hdl在長日照條件下負向調(diào)控Ehdl的表達而正向調(diào)控Ghd7的表達,表明在長日照條件下,Hdl