【摘要】：干旱是限制水稻生長和產(chǎn)量形成的主要非生物脅迫之一,減輕干旱脅迫對水稻造成的影響不可忽視。γ-氨基丁酸(GABA)是一種四碳非蛋白質(zhì)氨基酸,并廣泛存在于植物中,在植物的逆境脅迫響應(yīng)中起著重要作用,適量的噴施外源GABA能夠提高水稻的抗逆性,有利于水稻的穩(wěn)產(chǎn)。本試驗(yàn)以寒地粳稻東農(nóng)425和松粳6為試驗(yàn)材料,采用不同濃度的GABA葉面噴施方法,研究外源GABA對孕穗期干旱脅迫下寒地粳稻氮代謝及產(chǎn)量形成的調(diào)控效應(yīng),旨在明確干旱脅迫下外源GABA的最適施濃度,為干旱脅迫下寒地粳稻化控栽培技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要試驗(yàn)結(jié)論如下:1.松粳6與東農(nóng)425功能葉片硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)活性變化呈單峰曲線,谷氨酸脫氫酶(GDH)活性呈高-低-高-低的變化趨勢。孕穗期干旱脅迫下,功能葉片NR、GS、GOGAT、GOT、GPT活性顯著降低,GDH活性顯著升高,兩品種存在差異。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,GDH活性降低,其余氮代謝關(guān)鍵酶活性升高,松粳6與東農(nóng)425分別在1mmol/L和0.5mmol/L的GABA處理下氮代謝關(guān)鍵酶活性均與對照差異不顯著。2.松粳6與東農(nóng)425籽粒GS、GOGAT活性呈逐漸下降趨勢,GDH、GOT、GPT活性呈單峰曲線變化趨勢。孕穗期干旱脅迫下,籽粒GOT、GPT活性顯著降低,籽粒GS、GOGAT、GDH活性顯著升高,兩品種存在差異。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,GDH活性降低,其余氮代謝關(guān)鍵酶活性升高,松粳6與東農(nóng)425分別在1mmol/L和0.5mmol/L的GABA處理下GS、GOGAT活性顯著高于對照,其余氮代謝酶活性與對照差異不顯著。3.松粳6與東農(nóng)425功能葉片可溶性蛋白含量均呈單峰曲線變化趨勢。孕穗期干旱脅迫下,功能葉片可溶性蛋白含量顯著增加,松粳6的增幅小于東農(nóng)425。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,可溶性蛋白含量降低,松粳6與東農(nóng)425分別在1mmol/L和0.5mmol/L的GABA處理下可溶性蛋白含量最低,與對照相比差異不顯著。4.孕穗期干旱脅迫下,松粳6與東農(nóng)425各器官氮素積累量以及莖鞘、葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率、貢獻(xiàn)率顯著下降,松粳6降幅大于東農(nóng)425。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,各器官氮素積累量以及莖鞘、葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率、貢獻(xiàn)率升高,松粳6和東農(nóng)425分別在1mmol/L與0.5mmol/L的GABA各器官氮素積累量以及莖鞘、葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率、貢獻(xiàn)率最高,與對照相比差異不顯著。5.松粳6與東農(nóng)425功能葉片內(nèi)源GABA含量和谷氨酸脫羧酶(GAD)活性均呈單峰曲線,而籽粒內(nèi)源GABA和GAD活性呈不斷下降趨勢。與對照相比,孕穗期干旱脅迫下,功能葉片和籽粒內(nèi)源GABA含量、GAD活性升高,松粳6增幅小于東農(nóng)425。在一定范圍內(nèi),隨著GABA濃度的增加,內(nèi)源GABA含量與GAD活性升高,松粳6和東農(nóng)425分別在1mmol/L與0.5mmol/L的GABA內(nèi)源GABA含量與GAD活性最高,并顯著高于對照。6.孕穗期干旱脅迫顯著降低寒地粳稻干物質(zhì)積累量、轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率和產(chǎn)量,但顯著提高了莖葉干物質(zhì)貢獻(xiàn)率,產(chǎn)量下降主要是由于每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率下降導(dǎo)致,松粳6的產(chǎn)量降幅大于東農(nóng)425。噴施外源GABA提高干物質(zhì)積累量、轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率和產(chǎn)量,降低干物質(zhì)貢獻(xiàn)率,松粳6和東農(nóng)425分別在1mmol/L與0.5mmol/L的GABA處理下產(chǎn)量最高,與對照差異顯著,分別達(dá)到對照的76.32%和83.45%。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S511.22;S423
【圖文】：

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)碩士學(xué)位論文半醛脫氫酶（SSADH）[64-65]。GAD 存在于細(xì)胞質(zhì)中，其以 5-磷酸吡哆醛為輔酶，GAD 能不可逆的催化 L-谷氨酸生成 GABA，作物在遇到逆境時，GAD 經(jīng)過 Ca2+信號傳導(dǎo)刺激被化[66-67]，進(jìn)而提高作物內(nèi)的 GABA 含量。在 SSADH 的氧化作用和 GABA-T 的催化作用下GABA 分別轉(zhuǎn)化形成琥鉑酸和 α-酮戊二酸，二者可以進(jìn)入三羧酸循環(huán)，這些反應(yīng)一起構(gòu)GABA 之路，如圖 1 所示。第二個途徑是由多胺（腐胺、精胺和亞精胺）分解產(chǎn)生 GABA腐胺在二胺氧化酶（DAO）的作用下生成 4-氨基丁醛，精胺和亞精胺在 DAO 和多胺氧化（PAO）的作用下生成 4-（3-氨丙基）-氨基丁醛，然后在脫水生成 1-吡咯啉和 1-（3-丙氨基吡咯啉，再由吡咯啉脫氫酶催化作用生成 GABA 的途徑，如圖 1 所示。從以上可以看出，加 GABA 含量可能有兩條途徑，一是提高 GAD 活性，促進(jìn) GABA 的合成；而是降低 GABA和 SSADH 活性，抑制 GABA 的分解。但影響 GABA 代謝的主要是 GAD 活性，因?yàn)?GA是一系列酶促反應(yīng)的首個關(guān)鍵酶，對調(diào)控 GABA 代謝起著決定性作用。相關(guān)研究表明，干旱脅迫能提高棉花幼苗和煙草葉片中 GABA 的含量和 GAD 活性，時也說明谷氨酸轉(zhuǎn)化生成 GABA 是干旱脅迫下 GABA 合成的主要代謝途徑[68，28]，在水稻面，前人研究表明在冷水灌溉下水稻功能葉片內(nèi) GAD 活性與 GABA 含量顯著提高[69]，但于干旱脅迫對水稻 GAD 活性與 GABA 含量影響的研究鮮有報道。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2771290