水稻品种生殖生长期耐冷性及其低温胁迫下MADS-box基因表达差异分析

选用来自中国不同稻作生态的4个特殊常规水稻品种:辐恢838(普通籼稻)、月亮谷(云南高海拔籼稻)、C418(普通粳稻)和丽粳11号(云南高寒粳稻),于减数分裂期和开花期分别低温(16℃)处理5d后又恢复5d,研究低温下生殖生长期的冷胁迫效应(花粉育性,结实率,百粒重下降程度)及相关MADS-box基因差异表达情况。结果表明:四个品种生殖生长期耐冷性由低到高排列依次是:辐恢838<C418<月亮谷<丽粳11号。冷胁迫后5个MADS-box基因(OsMADS2,OsMADS3,OsMADS18,OsMADS26和OsMADS58)出现表达差异,其上调或下调程度因品种不同而异,OsMADS2在4个品种中都呈下调趋势,其余4个呈上调趋势,而OsMADS3、OsMADS58转录水平变化相似。此外,冷胁迫前后MADS-box基因在辐恢838和C418中差异表达程度较大,而在月亮谷和丽粳11号中差异表达程度小。结合基因差异表达情况与花粉育性、结实率等的评价结果,暗示这些MADS-box基因可能参与植物的冷胁迫反应,其上调或下调表达能够增强植物的抗冷性。该研究结果为解析水稻品种冷胁迫驯化及耐冷分子机制提供了新思路。

低温处理对水稻品种孕穗期抗氧化酶活性的影响

不同的水稻品种对外界低温胁迫的反应不同,研究水稻的耐冷机制对水稻生产至关重要。本研究选取云南栽培的楚粳26为材料,以常温[28℃(06:00—18:00)/25℃(18:00—06:00)]为对照,采用两种不同的昼夜低温处理,即:处理1[20℃(06:00—18:00)/12℃(18:00—06:00)]和处理2[18℃(06:00—18:00)/5℃(18:00—06:00)],探究该品种对不同外界处理处理的生理生化反应机制。研究表明:处理1中,谷胱甘肽还原酶(GR)活性迅速增高,其他抗氧化酶未出现较大变化;处理2中,过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均出现一定程度的升高。花粉育性检测证实,处理2较处理1对花粉影响更大;同时,处理2较处理1对叶绿素荧光参数Fv/Fm的影响也更大,但都未对光合系统造成深度的伤害(>0.82)。结果证实:楚粳26对低温具有一定的耐受性,且抗氧化酶系统对抗低温具有重要的作用。