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小麦抗氧化物质对低温的动态响应及相关基因差异表达分析植物的生长发育受到很多因素额影响,例如:温度,光照,水分,重金属,病虫害等,其中低温是对农作物产量影响最大的逆境条件之一。黑龙江是我国北方高寒地区,冬季气温低且持续时间较长,冬小麦能否在黑龙江省稳定越冬一直是育种上一个值得突破的问题。2007年,东北农业大学小麦育种研究室成功培育出东农冬麦1号新品种,使得冬小麦在高寒地区种植成为可能。前人已经在东农冬麦1号的抗寒机理方面做了大量的研究,但对于如何准确评价抗氧化水平对于小麦抗寒性的影响机制尚未完全揭示。本试验选取抗寒性差异显著的3个小麦品种即强抗寒品种“东农冬麦1号”、弱抗寒品种“济麦22”和不抗寒品种“中国春”为材料,田间生理试验取样设置在低温驯化期和封冻期,室内通过模拟低温环境对分蘖节进行取样,通过测定3个小麦品种间活性氧含量及抗氧化酶活性,抗氧化剂含量,明确低温下不同抗寒品种的小麦间活性氧含量的动态变化及调节机制。通过室内模拟低温和田间真实情况的比较分析,判断室内模拟低温处理能否较好的评价田间的真实情况,为探究室内抗氧化指标的快速鉴定方法奠定基础。同时选取“东农冬麦1号”和“中国春”作为试验材料,针对本课题组前期数字表达谱中筛选出3个与超氧化物歧化酶有关的表达基因,3个与抗坏血酸过氧化物酶有关的表达基因,之所以选择这6个基因是因为检测到其在低温驯化处理的不同时间内出现多次过表达,推测这几个基因的表达与冬小麦驯化期抗寒性积累有关。采用室内低温模拟的方法,测定不同抗寒性冬小麦在低温胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸或氧化物酶(APX)相关基因的表达差异。最终通过结合室内外生理生化指标水平和基因定量表达分析的结果,探究室内活性氧含量的动态变化以及抗氧化系统生理指标的快速鉴定方法,明确低温下麦品种间与活性氧含量调节有关清除物及相应的基因,为进一步研究小麦抗寒遗传基础和遗传改良潜力奠定基础。本试验所得结果如下:1、经充分低温驯化的冬小麦品种,在田间封冻后期或盆栽冷冻至-18℃时,分蘖节内H2O2含量和封冻30d丙二醛含量可用于鉴别小麦品种抗寒性。2、与SOD和POD相比,在封冻30d后,小麦品种分蘖节内APX和CAT活性高更有利于提高小麦抗寒能力。3、快速冷冻和延时冷冻小麦体内H2O2含量的变化趋势与露地越冬条件下表现相近。在CAT的活性上,延时冷冻试验与田间试验结果比较吻合。4、TaSOD-3基因在冷冻初期(低温驯化30d及-102h℃)在东农冬麦号中的表达量相对于中国春达到最大,分别是中国春的8.63和11.78倍。5、TaAPX-2和TaAPX-3均在冷冻期(-12℃2h)于东农冬麦1号中的表达量相对于中国春达到最大,分别为中国春的3.12和21.22倍。6、TaSOD-3、TaAPX-2、TaAPX-3基因是参与低

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