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比較水稻IR64耐旱突變系之生理反應及其相關基因表現

為了解決belta評價的問題，作者王泳傑 這樣論述：

乾旱逆境影響水稻生長發育造成產量減少，乃至死亡。因此研究水稻乾旱逆境耐受性的反應機制並探討影響其耐受性的原因相當重要。本實驗以乾旱敏感的IR64及篩選出的IR64疊氮化鈉誘變系SM13以及SM47，進行乾旱逆境耐受性之生理反應及相關基因表現之比較。利用23.3% PEG水耕液所產生的高滲透勢模擬乾旱的條件，希望建立可用以鑑別水稻乾旱耐受性之有用生理指標。以葉片乾枯程度為傷害係數觀察到SM13、SM47比IR64有較好的外觀形態。在生理反應上包括相對水含量、光合作用效率、過氧化氫、MDA含量及葉部DAB染色過氧化氫，試驗顯示SM13、SM47亦有較佳之乾旱逆境耐受性。由於一般植物會以累積滲透調

控物質方式適應乾旱逆境，因此探討逆境下地上部、地下部脯胺酸的累積現象，以及地上部可溶糖類累積，但結果只有根部脯胺酸含量與觀察到的耐旱結果一致。而逆境下抗氧化酵素SOD的活性上，以SM47有較高活性，而在SM13提升則較為平緩。最後分析乾旱耐受性相關基因之表現，發現除了SM13的OsSNAC1不受影響，其OsNAC6、OsSNAC1基因都受到誘導。此外調控類胡蘿蔔素合成基因DSM2在SM47中受到誘導，可藉此影響離層酸合成以及影響離層酸下游調控基因反應。而轉錄因子OsbZIP23在SM13、SM47受PEG誘導調控，趨勢與ABA相關基因OsDREB2A一致，顯示兩突變系可經由轉錄因子之調控，引發

下游乾旱耐受反應。此外PEG處理亦誘導SM13、SM47脯胺酸合成基因OsP5CS1及OsP5CS2之表現，尤其在OsP5CS2，而SM47的OsOAT之所以受到誘導現象，可能藉由OsSNAC2/OsNAC6調控下游基因OsOAT引發由粒線體中合成脯胺酸的途徑，藉著累積脯胺酸一方面維持滲透勢一方面調節氧化還原。總而言之，SM13及SM47突變系對於PEG逆境下可能透過基因調控進而累積較多脯胺酸，維持滲透壓，同時也保護氧化還原的平衡，使得逆境下得以維持相對水含量，維持較高光合效率，造成較好的乾旱耐受性。