《棉鈴對位葉源能力形成回響高溫脅迫的生理機制研究》是王友華為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：棉鈴對位葉源能力形成回響高溫脅迫的生理機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王友華
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
棉生長對溫度反應極為敏感，隨著花鈴期短期持續高溫氣象條件爆發日趨頻繁，短期高溫脅迫勢將成為影響我國棉花高產、穩產、優質的重要自然災害之一。棉鈴發育所需90%左右的碳由其對位葉所提供。因此，棉鈴對位葉源能力回響高溫脅迫的研究可為全球溫室化背景下棉花良種良法的形成提供重要理論支撐。本研究擬從棉鈴對位葉源能力不僅體現在其光合能力的強弱，還體現在其對過剩光合產物的暫時儲存能力和其在有效光合不足時對儲存物質的再調動和輸出能力的理論基礎出發，以纖維發育耐高溫能力差異顯著的棉花品種為材料，通過研究高溫脅迫後不同基因型棉花棉鈴對位葉中：源能力形成相關物質含量及其變化幅度的差異；介導澱粉和可溶性糖相互轉化的主要相關酶活性變化的差異；高溫脅迫前後相關酶譜變化的差異，明確不同基因型棉花耐高溫能力差異形成的生理基礎，為棉花抗高溫棉花品種選育及高溫抗逆栽培技術的形成提供理論依據。
結題摘要
按照申請書進度計畫，課題組於2015.1-2018.12以高溫敏感性顯著差異棉花品種SC-15和PHY370WR為材料，在南京農業大學採用盆栽結合溫室和人工氣候室處理相結合的方法，基於作物表型變化差異分析、生理指標比較分析及分子生物學手段，在棉鈴主要形成期開展了“棉鈴對位葉源能力形成回響高溫脅迫的生理機制研究”，主要研究進展如下： 1 不同基因型棉花“源”能力形成回響高溫脅迫的關鍵時間區間研究。 基於葉片“源”能力相關主要生理指標淨光合速率、ROS變化、糖類物質含量和相關酶活性變化分析發現：短期高溫脅迫會導致棉鈴對位葉內正常的生理活動遭到破壞，花後10天到20天左右是棉花棉鈴對位葉“源”能力回響高溫脅迫的關鍵時間視窗。 2 介導不同基因型棉花“源”能力形成回響高溫脅迫的關鍵生理過程研究。 通過多項與源能力形成相關生理指標的測定並比較其變化與耐高溫能力的相關性發現，耐高溫品種葉片生理上具有如下優勢：1.高溫脅迫階段，耐高溫品種光合速率下降慢，高效光合時間相對更長，脅迫解除後，耐高溫品種脅迫恢復速度更快，恢復程度更高；2.棉鈴對位葉比葉重變化較小；3.脅迫後早衰不明顯；4.光合產物蔗糖更多分配在澱粉和蔗糖而不是纖維素及為蛋白質和胺基酸提供碳架上；5.葉片將澱粉轉化為蔗糖為庫器官提供碳源的能力以及蔗糖的運出能力上。 3 不同基因型品種源能力回響高溫脅迫差異的分子機制研究。 通過iTRAQ、label-free和蛋白質雙向電泳+質譜分析技術，結合RT-PCR及前述激素測定技術可以發現：蔗糖代謝過程和激素信號的變化的差異（主要是ABA、ZR、IAA）是耐高溫品種耐高溫能力較敏感性品種抗逆能力高的重要分子途徑。 研究認真按項目申請書計畫進行，執行過程中無重大變更。項目計畫培養博士研究生3名、碩士研究生3名、核心刊物發表論文3-6篇，其中Sci論文至少2篇。實際培養博士研究生3名、碩士研究生5名；已發表標註SCI論文3篇，另有1篇SCI文章已在修改中（minor revision）、1篇SCI文章已投稿在審、1篇SCI論文正在撰寫中。
