【摘 要】
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大豆是世界上重要的粮食和经济作物,是人类主要的植物蛋白来源。大豆叶片衰老会影响光合作用、源库运输、营养再分配和抗病反应等,通过分子遗传育种手段调节叶片衰老进程是改良大豆品质和提高大豆产量的有效途径。光照与叶片衰老有密切关系,然而光环境如何影响叶片衰老还不清楚。因此本研究拟探索光环境调控叶片衰老的分子机制,并为改良大豆叶片衰老相关性状提供理论依据。本研究以两种栽培大豆品种垦农18（KN18）和中黄1
【基金项目】
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中国博士后科学基金（2014M56013）； 国家自然科学基金（31371649）； 国家自然科学基金（31305863）；
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大豆是世界上重要的粮食和经济作物,是人类主要的植物蛋白来源。大豆叶片衰老会影响光合作用、源库运输、营养再分配和抗病反应等,通过分子遗传育种手段调节叶片衰老进程是改良大豆品质和提高大豆产量的有效途径。光照与叶片衰老有密切关系,然而光环境如何影响叶片衰老还不清楚。因此本研究拟探索光环境调控叶片衰老的分子机制,并为改良大豆叶片衰老相关性状提供理论依据。本研究以两种栽培大豆品种垦农18（KN18）和中黄13（ZH13）为实验材料,初步研究光环境对大豆叶片衰老的影响。分别采取不同光质（黑暗、蓝光、红光、远红光）及不同光周期（长光照或短光照）处理大豆材料,通过实时荧光定量PCR（qPCR）技术分析一系列大豆叶片衰老相关基因（Senescence-Associated Genes,SAGs）及蓝光受体隐花色素（Cryptochromes2,GmCRY2）的表达规律,分析这些基因在叶片衰老调控中的作用,为光环境调控大豆叶片衰老的机制研究提供线索。本研究的主要结果如下:1.对不同光质（黑暗、蓝光、红光、远红光）处理的KN18和ZH13离体叶片衰老情况进行分析,结果显示:离体叶片在黑暗和远红光条件下比在蓝光和红光条件下黄化明显,伴随叶绿素降解速率加快,表明不同光质对离体叶片衰老的影响具有异质性。2.对长光照（LD）和短光照（SD）处理的KN18和ZH13活体叶片衰老情况进行分析,结果显示:叶片在长光照条件下比在短光照条件下衰老更快;此外在长光照条件下ZH13叶片衰老快于KN18。3.以测序大豆品种威廉82（WL82）为研究材料,利用实时荧光定量PCR技术分析了25个候选内参基因在LD和SD条件下的动态表达情况,并利用geNorm和Norm Finder两种算法对内参基因的稳定性进行评估。结果表明:HKG5和TIP41表达持续稳定,可以作为内参基因分析节律基因在不同光周期条件下的表达情况。4.利用qPCR技术分析不同光照条件下KN18和ZH13中叶片衰老相关基因（GmWRKY53a、GmWRKY53b、GmCIB1、GmPAO1、GmSAG12）及蓝光受体（GmCRY2a）的表达情况,结果表明:GmWRKY53b、GmCRY2a在LD条件下比在SD条件下的表达高,而GmCIB1在LD条件下比在SD条件下的表达低。综上所述,黑暗、远红光促进离体大豆叶片衰老;LD促进活体大豆叶片衰老;HKG5与TIP41基因可以用于分析LD及SD条件下大豆基因表达;GmWRKY53b、GmCRY2a可能与长光照条件下叶片早衰正相关;GmCIB1可能与长光照条件下叶片早衰负相关。
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