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试验选取西南科技大学水稻研究所培育的杂交水稻新品种B优827及四川省水稻区域试验品种冈优725为材料,进行氮、钾盆栽施肥调控处理,探讨氮钾对水稻全生育期生长效应的影响;同时利用生物信息学手段对双子叶模式植物拟南芥进行次生生长相关NAC转录因子的数据挖掘及保守域分析、并对单子叶模式植物水稻以及拟南芥木质素合成关键酶基因及候选基因进行数据挖掘和遗传进化等分析预测。
结果表明,水稻B优827在整个生育过程中各项指标在抽穗期和灌浆相对较高,随着天数的增加其含量逐渐下降,黄熟期和完熟期趋于平稳并达到较低水平;不同处理之间,随着施氮量的增加,叶片色素含量、蛋白质含量以及干物质积累量均有不同程度的提高,相同氮不同钾情况下,三类指标差别不太明显,不过总体上两品种叶片色素含量、蛋白质含量以及干物重在较高氮和较高钾水平下均表现出较高值。而B优827和冈优725两品种间差别不大,其要求的氮、钾施用量和二者之间的配比也各不相同。
通过对拟南芥NAC转录因子N端保守域进行划分,发现该类转录因子有5个保守性不同、并含有多个化学修饰位点以及疏水性区域的亚结构域,部分亚域涉及DNA绑定及核定位信号功能,而位于多变的氨基酸序列C端的区域可能涉及转录激活功能,这些区域也是划分次生生长相关NAC转录因子亚家族的重要部分。通过对水稻和拟南芥木质素合成关键酶基因进行数据挖掘,发现以家族基因形式存在的木质素合成酶基因的部分基因存在分化,他们在水稻和拟南芥大部分器官组织中均有表达;其蛋白质氨基酸保守区高度相似,并含有多个活性位点及信号区,这些保守区在木质素生物合成中发挥着重要作用。
研究结果将为杂交水稻B优827优质品种改良和优质栽培提供一定的理论与实践参考;为更好的了解植物次生生长和木质素生物合成调控以及挖掘新型调控因子提供帮助。