拟南芥春化作用相关基因MAF对营养生长时相转变的影响

发布时间：2019-07-19 06:59

【摘要】：高等植物的胚后发育包括种子萌发、幼苗生长、幼龄和成熟营养阶段和开花结果生殖阶段。幼龄和成熟期构成营养生长时期,幼龄期(即果树的童期)植物不能诱导开花,进入成熟期后植物经诱导开花,植物由幼龄期向成熟期的转变称为营养生长时相转变。幼龄期和成熟期表型在一些木本植物中变化较明显,如一种相思树(Acacia),幼龄期植株为羽状复叶,成熟期为单叶。然而,植物营养生长的表型变异大多是渐变的,在草本植物拟南芥中幼龄期叶片近圆形,全缘,叶柄较长;成熟期叶片呈披针形,叶片边缘有锯齿,并向下卷曲,叶柄较短。童期长短是植物的一种遗传属性,童期长是导致果树定向育种周期过长的一个关键因素。目前木本植物成花机理的研究主要借鉴拟南芥的研究思路与方法,并且已取得很大进展。拟南芥中表型变化明显的性状是幼龄期仅在莲座叶近轴面分化出表皮毛,而成熟期叶片远轴面分化出表皮毛,这一表型可以作为判定营养生长时相转变的形态标志。研究表明,幼龄期mi R156高表达,成熟期表达量降低,其靶基因SPL3则相反表达。植物通过春化作用调控开花,春化作用相关基因MAF1、MAF2、MAF3、MAF4表达对开花产生抑制作用,它们的功能缺失突变体促使拟南芥提前开花。然而这些基因与营养生长时相转变之间的关系尚不明确。为了进一步明确这些基因在调控植物营养生长时相转变中的作用,为提高果树早期产量,缩短果树童期提供参考依据,本研究以正常生长条件下的拟南芥T-DNA插入MAF突变体为材料,探索营养生长时相转变过程中这些基因的作用及其特点。研究结果如下。1.maf3和maf4第一片叶片长宽比值大于1,说明其叶片起始生长就趋向于成熟叶片的形态特点;maf1、maf2、maf3和maf4叶片长宽比在第5片叶以前均比与野生型的数值大,趋向成熟叶片的形态特点。13-14天前生长速率突变体低于野生型,以后增长趋势高于野生型。2.Col-0的远轴面表皮毛最早出现在第6片真叶,即生长第16天,maf1、maf2、maf3、maf4最早出现在第5片真叶,即生长第15天,突变体的营养生长时相转变的时间比野生型提前1天,说明突变体营养生时相转变比野生型提前。3.突变体茎端分生组织石蜡切片在第15天的时候,凸起较高,能很清晰的看到最外缘有多层细胞(原套),原套里面包裹着一些不规则分布的细胞(原体),明显具成熟期茎端分生组织的特点;而Col-0较为平坦,还处于幼龄期。在第19天突变体均已产生花芽分化,进入生殖生长阶段,而野生型则处于成熟期。野生型在第20天有花芽分化。Col-0的营养生长时间要比突变体长,为23天,突变体maf1、maf2为19天,maf3和maf4为20天。maf1、maf2、maf3和maf4的花芽分化的时间相对于野生型都提前。因此MAF基因对花芽分化有抑制作用,其功能缺失突变体提前开花。4.相对于第11天,第15天MAF突变体内的mi R156相对表达量减半。而Col-0则是第19天比第15天mi R156相对表达量减半。相对于第11天,第15天MAF突变体内的SPL3相对表达量倍增。而Col-0则是第19天比第15天SPL3相对表达量倍增。说明maf1、maf2、maf3和maf4营养生长时相转变提前,MAF对营养生长时相转变有抑制作用。
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图片说明： 天津农学11.1 植物发育营养生长时相转变植物发育的胚胎后阶段包括种子萌发其中一些过程之间的转换较为迅速明显，从休眠期生长抑制的种子向生长和代谢活成熟营养生长期的转变过程中出现一些表表皮毛逐渐的改变。根据品种不同，植物成熟期或多或少变得复杂。茎端分生组织迅速。一些特征的变化方式在每个物种中同的物种中不同。例如细胞大小在更高的
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图片说明： 4°C 避光春化 3 d。取蛭石与营养土（德国大汉土 TS 1）体积比为 1:2 置于托盘中混匀拌湿（土壤含水量约为为 60%），并用烘箱于 121℃，45min 干热灭菌制备成拟南养土，晾致室温后将培养土分装到黑色小花盆（长*宽*高为 7cm*7cm*8cm）中，花盆置于托盘中，每托盘 20 盆。用移 200μL 液器枪进行点种，每盆 5 株。点种后盆上覆上保鲜膜保湿，，并在膜上用解剖刀均匀的扎上小孔透气，利于种子萌发。播种后将苗转移到培养间培养，每托盘浇 1L 水。光照强度为 90-120 uE·cm-2光照培养 16 h，暗培养 8 h，培养间光照培养温度为 22℃，暗培养温度为 18℃。空对湿度为 60%，培养一周后揭开保鲜膜，适时适量浇水（约一周浇两次水，每次 1其它条件不变。每天观察植株的生长状态，及时做好水分、光照、温度和湿度的监注意植株的病虫害的预防。2.2.2 拟南芥突变体纯杂合鉴定2.2.2.1 拟南芥 T-DNA 插入突变体纯杂合鉴定原理
【学位授予单位】：天津农学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q945;Q943.2

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本文编号：2516143