水稻对不同分子量的PEG处理反应及可能的机制开题报告

全文总字数：4439字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

一·课题意义

水稻作为我国主要农作物之一，是农业生产中用水大户，每年用水量约占农业用水量的70%^[1]，而缺水所造成的干旱条件会给水稻带来非生物胁迫——干旱胁迫，影响水稻作物的根际渗透压，从而从物理条件和生物条件上影响水稻根系从土壤中吸收水分来供给水稻生长。在此前提下，随着水资源的不断短缺，开展水稻抗旱生理研究更加急迫。在实验室模拟水稻幼苗的干旱环境时，我们常用一定浓度聚乙二醇溶液改变溶液的渗透势，模拟根系的干旱胁迫。

聚乙二醇（polyethylene glycol，简称peg）是由环氧乙烷与水或乙二醇逐步加成聚合而成，是一种高分子聚合物，无毒、无刺激性，味微苦，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。不同相对分子质量peg有着不同的性质，分子量600以下的peg常温下是无色无臭的粘稠液体，分子量在700～900之间者为半固体，分子量1000以上的peg逐渐成为浅白色蜡状固体或絮片状石蜡或流动性粉末，并且随着相对分子量的增大，其吸湿能力逐渐降低。peg可作为高分子渗透调节物质，对种子或者幼苗具有一定的渗透调节作用，采用peg处理水稻幼苗，可以模拟干旱环境对水稻形成干旱胁迫的效应^[2]。peg的分子量(链长度)可能是影响其接枝密度、氢键供/受体数量以及peg其他特性的因素之一，由此猜测不同分子量peg是通过不同方式来影响水稻根细胞形成胁迫效应。

2. 研究的基本内容和问题

在水资源极度紧缺的当下，水稻又是农业生产中的耗水大户，水稻的抗旱性研究迫在眉睫。在实验室研究水稻抗旱性过程中，我们通常使用聚乙二醇溶液来模拟水稻根系受到的干旱胁迫。聚乙二醇（Polyethylene glycol，简称 PEG）可作为高分子渗透调节物质，从理论上讲，PEG的分子量(链长度)可能是影响其接枝密度、氢键供/受体数量以及PEG其他特性的因素之一，由此设计该实验探究不同分子量PEG是通过不同的何种方式来影响水稻根细胞形成干旱胁迫效应，或者说哪些分子量PEG溶液最符合水稻受到干旱胁迫的环境。

3. 研究的方法与方案

一·研究方法及试验方案

1. 先通过观察生理表现变化确定不同分子量peg影响水稻根细胞进而影响水稻根部吸水导致水稻失水的时间点。

首先发苗，待已发苗的实验材料可以转移至周转箱后，先在周转箱内用水培养两天，然后换用1/8营养液培养两天，然后换用1/4营养液培养两天，然后把苗取出称量鲜重，然后分别置于15毫升离心管内放置，在离心管中加入10%浓度的peg200、peg400、peg2000、peg4000、peg6000溶液，并设置一组空白对照不加入peg，拍照观察并记录实验材料受到胁迫发生变化的周期与时间点。观察结束后再次称取鲜重记录，然后烘干称取材料干重。

4. 研究创新点

在研究水稻干旱胁迫时，我们往往使用PEG加入水稻营养液中模拟干旱胁迫环境，可见在研究水稻抗旱性中PEG是至关重要不可或缺的材料，但是我们发现对于不同分子量PEG是如何影响水稻根部细胞的研究还没有报道，也没有看到关于不同分子量PEG究竟哪种产生的影响效果与干旱胁迫更为接近。本实验就将通过实验观察生理表型变化、根尖细胞变化等来研究不同分子量PEG是怎样作用于水稻根尖细胞并模拟水稻干旱胁迫环境的。

5. 研究计划与进展

研究计划：

1.2019年2月28日-2019年3月12日 先通过观察生理表现变化确定不同分子量peg影响水稻根细胞进而影响水稻根部吸水导致水稻失水的时间点。

2.2019年3月4日-2019年3月18日 根据观察到的peg处理后水稻产生萎蔫失水现象的时间再做重复处理，针对观测已经得到的peg产生作用的时间测量生物量以计算各时段的失水量。