本研究以江蘇省農業(yè)科學院培育的秈稻兩用不育系812S中的1個農藝性狀基本一致的葉片光氧化突變株系812HS為材料。江蘇地區(qū)6月中下旬梅雨連綿,光照較弱,該突變體葉片正常綠色,7月中旬至8月上旬,在梅雨結束后的強烈陽光照射下,812HS葉片出現(xiàn)非常強烈的光氧化傷害,尤其是倒二、倒三葉出現(xiàn)明顯的失綠現(xiàn)象,而野生型葉色則正常綠色�；蚨ㄎ环治霭l(fā)現(xiàn),該突變基因是位于第4染色體分子標記M22與M102之間約55.42kb區(qū)域內的一個新基因,暫命名為LPO1（t）（Leaf photo-oxidation 1）。本研究圍繞812HS葉綠體結構和功能的變化,研究葉綠體光能吸收、轉化和傳遞性能,并對整個生長發(fā)育時期的生理生化進程、尤其是光氧化發(fā)生期的蛋白質組分和轉錄組學進行了研究,對于闡明水稻葉片光氧化的分子遺傳機理和指導水稻耐強光育種具有重要意義。研究結果如下:（1）812HS的表型隨著光照強度增加,812HS中的總葉綠素含量逐漸減少,到8月4日,葉綠素含量明顯下降,Chla/b值則從6月23日（光氧化尚未發(fā)生）開始到8月4日（光氧化現(xiàn)象最明顯）逐漸增大,以后逐漸減小。部分遮陰處理顯示,在弱光生長條... 

【文章來源】：南京師范大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
縮略語
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 光氧化對植物影響的研究進展
        1.1.1 植物光氧化概述
        1.1.2 植物光氧化損傷機制
    1.2 光氧化對水稻光合作用的影響
        1.2.1 光氧化對水稻葉片色素含量以及光合速率的影響
        1.2.2 光氧化對水稻葉片PSⅡ結構和電子傳遞鏈的影響
        1.2.3 光氧化對水稻葉片早衰的影響
    1.3 水稻對光氧化條件下的防御保護機制
        1.3.1 光呼吸的光保護作用
        1.3.2 依賴于氧還原的Mehler反應與光抑制
        1.3.3 在PSⅡ復合體內的3種光能耗散方式
        1.3.4 抗氧化物酶清除系統(tǒng)
        1.3.5 非酶促性的活性氧清除劑
        1.3.6 形態(tài)結構光氧化的光保護機制
    1.4 葉色突變體的應用
        1.4.1 葉色突變體在植物基礎研究中的應用
        1.4.2 葉色突變體在生產實踐中的應用
    1.5 植物蛋白質組學研究進展
        1.5.1 植物蛋白質組學產生背景
        1.5.2 蛋白質組學的技術
        1.5.3 蛋白質組學在植物科學研究中的應用
    1.6 轉錄組學研究進展
        1.6.1 轉錄組學發(fā)展進程
        1.6.2 三種常見的測序平臺
        1.6.3 二代測序技術在水稻轉錄組學研究中的應用
    1.7 本研究的目的和意義
第2章 水稻光氧化突變體812HS特征特性
    2.1 材料與方法
        2.1.1 材料及采樣
        2.1.2 葉綠素的測定
        2.1.3 葉綠素合成代謝中間產物測定
        2.1.4 葉綠體超微結構的觀察
        2.1.5 數(shù)據(jù)分析
    2.2 結果與分析
        2.2.1 葉色表型的變化
        2.2.2 葉綠素含量的變化
        2.2.3 葉綠素合成代謝中間產物含量比較
        2.2.4 葉綠體超微結構
    2.3 討論與分析
    2.4 結論
第3章 水稻光氧化突變體812HS光合特性分析
    3.1 材料與方法
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 光合性能測定
        3.1.3 葉綠素a熒光誘導動力學分析
        3.1.4 葉黃素循環(huán)含量測定
        3.1.5 原初光能轉化活性測定
        3.1.6 數(shù)據(jù)分析
    3.2 結果與分析
        3.2.1 光合作用參數(shù)的變化特性
        3.2.2 OJIP曲線分析
        3.2.3 PSⅡ受體側的變化分析
        3.2.4 PSⅡ效率和能量耗散
        3.2.5 PSⅡ性能指標
        3.2.6 葉黃素循環(huán)組分含量的變化
        3.2.7 原初光能轉化效率
    3.3 討論與分析
    3.4 結論
第4章 水稻光氧化突變體812HS抗氧化物酶和暗反應酶活分析
    4.1 材料與方法
        4.1.1 O_2·~-和H_2O_2組織化學定位
        4.1.2 O_2·~-產生速率和H_2O_2含量的測定
        4.1.3 粗酶液準備
        4.1.4 MDA含量的測定
        4.1.5 抗氧化物酶活性的測定
        4.1.6 暗反應酶活性的測定
        4.1.7 類囊體膜蛋白復合體亞基的免疫探測
    4.2 結果與分析
        4.2.1 O_2·~-和H_2O_2組織化學定位和含量變化
        4.2.2 MDA含量變化
        4.2.3 抗氧化物酶活性變化
        4.2.4 暗反應關鍵酶活性變化
        4.2.5 蛋白含量變化
    4.3 討論與分析
    4.4 結論
第5章 水稻光氧化突變體812HS差異蛋白質組學分析
    5.1 材料與方法
        5.1.1 材料
        5.1.2 蛋白質的提取
        5.1.3 雙向電泳
        5.1.4 圖像采集與分析
        5.1.5 質譜鑒定
    5.2 結果與分析
        5.2.1 二維電泳圖譜分析
        5.2.2 差異蛋白點的質譜鑒定和功能分析
        5.2.3 差異蛋白點的亞細胞定位
    5.3 討論與分析
    5.4 結論
第6章 水稻光氧化突變體812HS轉錄組分析
    6.1 材料與方法
        6.1.1 研究材料
        6.1.2 試劑、試劑盒和儀器等實驗材料
        6.1.3 試驗方法
    6.2 結果與分析
        6.2.1 RNA樣品的制備及質量評價
        6.2.2 水稻葉片RNA-Seq測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計與質量評估
        6.2.3 水稻葉片RNA-Seq測序表達差異分析
        6.2.4 基因功能注釋
        6.2.5 差異基因的KEGG Pathway生物通路富集分析
        6.2.6 對部分差異表達基因的實時RT-qPCR驗證
    6.3 討論與分析
    6.4 結論
全文結論
本論文創(chuàng)新之處及展望
參考文獻
攻讀博士學位期間研究成果及獲獎情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]夏季遮蔭對月季葉片PSⅡ活性和抗氧化系統(tǒng)的影響[J]. 侯維,馬旭輝,張皓月,陳其陽,張勇.  浙江農業(yè)學報. 2016(09)
[2]溫敏核不育系培矮64S及其eui突變體長選3S最上節(jié)間蛋白質組差異分析[J]. 肖輝海,郝小花,李榮,楊友偉,陳春霞.  熱帶亞熱帶植物學報. 2016(05)
[3]南方型紫花苜蓿葉片響應鹽脅迫蛋白質組和轉錄組關聯(lián)分析[J]. 馬進,鄭鋼,裴翠明,張振亞.  核農學報. 2016(09)
[4]水稻熱耗散對逆境的響應[J]. 趙霞,楊華偉,劉然方,陳婷婷,奉保華,張彩霞,楊雪芹,陶龍興.  中國水稻科學. 2016(04)
[5]玉米幼苗葉表面蠟質含量及成分對干旱脅迫的響應[J]. 宋玉偉,楊偉林.  玉米科學. 2016(02)
[6]茭白線粒體蛋白雙向電泳體系建立[J]. 杜傳來,羅海波,彭昕,王韋華,郁志芳.  南方農業(yè)學報. 2016(03)
[7]對比人類基因 探秘材料基因——人類基因組計劃對材料基因組計劃的啟發(fā)[J]. 李楠楠,沈一筍,臧亮,閆宗楷,向勇.  中國材料進展. 2016(02)
[8]淹水脅迫對苦瓜幼苗生長、丙二醛含量和SOD活性的影響[J]. 朱進,趙莉莉.  湖北農業(yè)科學. 2016(03)
[9]川藏高海拔不同生態(tài)區(qū)蘋果葉肉細胞葉綠體超微結構的比較[J]. 謝紅江,陶煉,楊文淵,潘翠萍,涂美艷,陳棟,廖明安,趙晨宇.  果樹學報. 2016(02)
[10]二代測序技術454測序儀模擬測序算法[J]. 陳偉,程詠梅,張紹武,潘泉.  計算機科學. 2014(02)

博士論文
[1]稻瘟病菌兩個致病相關基因ZNF1和CKS1的鑒定及生物學功能分析[D]. 岳曉鳳.浙江大學 2015
[2]水稻高溫逆境下全基因組差異基因表達譜分析與特異啟動子的功能鑒定[D]. 張先文.湖南農業(yè)大學 2012
[3]幾種哺乳動物表達序列標簽（EST）生物信息學分析[D]. 蘇志熙.浙江大學 2006
[4]水稻中一個編碼富含脯氨酸蛋白基因家族的表達和功能研究[D]. 王榮.中國科學院研究生院（植物研究所） 2006

碩士論文
[1]水稻OsCATA基因在光呼吸過程中的功能研究[D]. 夏瑩萍.揚州大學 2015



本文編號：3203113