温度对中国水仙休眠进程相关生理和基因表达的影响

发布时间：2017-05-15 17:22

  本文关键词：温度对中国水仙休眠进程相关生理和基因表达的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：中国水仙(Narcissus tazzeta var. chinensis)是石蒜科水仙属多年生草本花卉,是中国十大名花之一。温度是影响中国水仙进入休眠的因素之一,本研究对中国水仙进行不同温度的处理,从细胞形态学、生理生化以及分子生物学三个方面进行对中国水仙休眠的研究,为研究温度对中国水仙休眠的作用机制奠定基础。1不同温度处理下中国水仙进入休眠时间的确立以中国水仙3年生鳞茎为材料,对其进行形态学、解剖学、淀粉粒变化以及可溶性糖和淀粉的测定,发现在2014年3月20日到5月19日处理期间,前40 d中国水仙处于鳞茎膨大期,这时叶片呈绿色,鳞茎重量和长宽出现最大值,主芽细胞核活力强,淀粉粒逐渐增加出现脐点,可溶性糖降低淀粉含量升高。第50d进入休眠,中国水仙叶片枯萎脱离鳞茎,鳞茎重量和长宽逐渐降低,主芽细胞核活力减弱,鳞片内淀粉粒脐点消失,淀粉粒逐渐变小数量逐渐变少,主芽内可溶性糖含量升高,淀粉含量降低。2015重复试验中,第60 d观察到休眠后期,此时鳞茎重量、长宽有小幅度升高,主芽细胞核活力恢复,主芽和鳞茎淀粉粒数量增加,主芽和鳞茎中淀粉含量增加,可溶性糖含量降低。20℃处理组在处理阶段没有进入休眠；25℃处理组在60 d进入休眠,30℃处理组在50 d进入休眠,35℃处理组第40 d进入休眠；2015年进行重复实验,进入休眠的时间基本一致。2不同温度下水仙芽相关生理指标的测定分析中国水仙在≥25℃高温处理下SOD、POD、CAT活性高。鳞茎中MDA含量随着温度的升高,达到峰值的时期越早,与叶片比较发现,鳞片中MDA积累量比叶片高4倍左右,这可能是因为叶片中MDA积累时间较鳞片中的早。随着温度处理时间的延长,叶片和鳞片中脯氨酸的积累量越多,不同温度处理下,脯氨酸积累量与温度呈正相关。从实验结果可以发现,在≥25℃高温处理下,中国水仙叶片内保护酶、MDA和脯氨酸积累量高,这说明高温对叶片伤害较大。3不同温度下水仙休眠相关基因的表达分析主芽中,自然条件组NtFT1、NtFT3、NtFT4、NtTIL、NtTIM和NtCOB2基因均在鳞茎膨大期表达量出现峰值,NtCOB1休眠后表达量高；20℃组NtFT1、NtFT3、NtTIM、NtCOB1、NtCOB2表达量在鳞茎膨大期出现峰值,NtFT4表达量降低,NtTIL一直处于低水平状态。25℃组NtFT1、NtFT4、NtTIM、NtCOB1、 NtCOB2在鳞茎膨大期出现峰值,NtTIL休眠期表达量更高,NtFT3在两个时期都出现峰值。30℃组NtFT1、NtFT3、NtFT4、NtT1M、NtCOB2在鳞茎膨大期达到峰值；NtTIL休眠期表达量最高,NtCOB1两个时期都出现峰值。35℃组NtFT1、NtFT3、NtFT4没有峰值,表达量较低,NtTIL、NtTIM在休眠期达到最大值,2条NtCOB在鳞茎膨大期表达量处于较高水平。叶片中,自然条件下NtFT1、NtFT3、NtFT4表达量逐渐降低,NtT1L、NtTIM、 NtCOBs分别在30 d、10 d、20 d达到峰值。20℃处理组NtFT1、NtFT3、NtCOBs表达量逐渐升高,NtFT4变化不大,NtTIL、NtT1M都在第30d出现峰值。25℃处理组NtFT1、NtFT3、NtFT4表达量逐渐升高,NtTIL、NtTIM、NtCOBs分别在10 d、20 d、30 d出现峰值。30℃和35℃处理组NtFT1、NtFT4、NtTIL、NtTIM表达量逐渐降低,NtFT3、NtCOB1和NtCOB2表达量逐渐升高,在30～40 d出现峰值。从结果可以看出温度处理越久NtFTs表达越低,NtTIL、NtTIM、NtCOBs表达越高,NtFTs的下调表达能够促进休眠发生,NtT1L、NtTIM、NtCOBs可能间接或直接对地调控NtFTs的表达,进而调控休眠,它们在中国水仙休眠中扮演了重要的角色。4中国水仙保护酶相关基因的克隆与表达分析。本研究以中国水仙叶片为材料,得到4条保护酶基因序列,并对其定量结果进行分析,结果表明,NtCAT1基因在处理前10d表达量最高；2条NtPOD基因,30℃和35℃处理组在处理的第20 d到19日NtPOD2基因表达量高；2条NtCSD基因,均属于Cu/Zn-SOD基因家族,25℃和20℃处理组NtCSD1和NtCSD2都分别在20 d和40 d最高,NtCSD2的表达量升高了30000多倍。与生理结果比较发现,CAT在第20 d含量最高,NtCat1基因的高表达比生理指标早1个时期,说明NtCat1可能是CAT合成的关键基因；与CAT相同,POD活性最高的时间比NtPOD2晚1个时期,说明NtPOD2参与调控了POD的合成；SOD在30～40 d活性高,NtCSD1在10～30 d表达量高,可能参与SOD的合成途径,NtCSD4基因的表达和生理结果没有一致性,NtCSD4基因可能不属于SOD合成的关键基因,SOD的合成可能受到NtCSDs基因家族的共同调控。
【关键词】：中国水仙 休眠 温度 休眠基因 保护酶基因
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S682.21
【目录】：

• 缩写词7-8
• 摘要8-10
• Abstract10-13
• 第一章 前言13-19
• 1 研究背景与意义13-14
• 2 球根植物休眠研究进展14-17
• 2.1 球根植物休眠期形态学研究14-15
• 2.1.1 储藏物质的变化14
• 2.1.2 超微结构的变化14-15
• 2.2 影响球根植物休眠的因子15-17
• 2.2.1 温度对球根植物休眠的影响15
• 2.2.2 碳水化合物对球根植物休眠的影响15-16
• 2.2.3 保护酶和内源物质对球根植物休眠的影响16
• 2.2.4 球根植物休眠相关基因的调控16-17
• 3 本研究的目的和意义17-19
• 第二章 不同温度条件下中国水仙形态解剖学研究19-29
• 1 材料与方法19-21
• 1.1 材料19
• 1.2 材料处理19-20
• 1.3 试验方法20-21
• 1.3.1 叶片形态变化观察20
• 1.3.2 主鳞茎重量和茎长、宽测量20
• 1.3.3 石蜡切片制作方法20-21
• 2 结果与分析21-27
• 2.1 温度处理下叶片形态变化21-22
• 2.2 温度处理下主鳞茎重量变化分析22-23
• 2.3 温度处理下主鳞茎长宽变化分析23-25
• 2.4 温度处理下鳞片和主芽形态解剖学分析25-27
• 3 讨论27-29
• 第三章 不同温度条件下中国水仙相关生理变化29-46
• 1 材料与方法29-32
• 1.1 材料29
• 1.2 试验方法29-31
• 1.2.1 可溶性糖含量测定29-30
• 1.2.2 淀粉含量测定30
• 1.2.3 保护酶活性的测定30-31
• 1.2.4 MDA含量测定31
• 1.2.5 脯氨酸含量测定31
• 1.3 数据分析31-32
• 2 结果与分析32-43
• 2.1 温度处理下可溶性糖的变化32-33
• 2.2 温度处理下淀粉含量的变化33-35
• 2.4 温度处理下SOD活性的变化35-37
• 2.5 温度处理下POD活性的变化37-38
• 2.6 温度处理下CAT活性的变化38-40
• 2.7 温度处理下MDA含量变化分析40-42
• 2.8 温度处理下脯氨酸含量变化分析42-43
• 3 讨论43-46
• 第四章 温度对中国水仙休眠相关基因表达的影响46-63
• 1 材料与方法46-48
• 1.1 材料46
• 1.2 试验方法46-48
• 1.2.1 总RNA的提取、检测及cDNA的合成46
• 1.2.2 引物设计46-47
• 1.2.3 荧光定量PCR47-48
• 1.3 数据分析48
• 1.4 试剂与仪器48
• 2 结果与分析48-60
• 2.1 不同温度对NtFTs基因表达水平的影响48-53
• 2.2 不同温度对NtTIL基因表达水平的影响53-55
• 2.3 不同温度对NtTIM基因表达水平的影响55-57
• 2.4 不同温度对NtCOBs基因表达水平的影响57-60
• 3 讨论60-63
• 第五章 中国水仙保护酶相关基因的克隆与表达分析63-73
• 1 材料与方法63-66
• 1.1 材料63
• 1.2 试验方法63-65
• 1.2.1 总RNA的提取、检测及cDNA的合成63
• 1.2.2 引物设计63-64
• 1.2.3 基因克隆64-65
• 1.2.4 荧光定量PCR65
• 1.3 生物信息学分析65
• 1.4 试剂与仪器65-66
• 2 结果与分析66-71
• 2.1 NtCat1基因的生物信息学分析66-67
• 2.2 NtCSD1基因的生物信息学分析67
• 2.3 NtCat1基因定量表达分析67-69
• 2.4 NtPOD2基因定量表达分析69-70
• 2.5 NtCSDs基因定量表达分析70-71
• 3 讨论71-73
• 第六章 小结与展望73-78
• 1 自然条件下中国水仙休眠进程的观察73
• 2 不同温度对中国水仙休眠进程的影响73-74
• 3 不同温度下水仙芽相关生理指标的测定分析74
• 4 不同温度对水仙休眠相关基因表达分析的影响74-76
• 4 保护酶相关基因的克隆与表达分析76-77
• 5 展望77-78
• 参考文献78-83
• 附录Ⅰ 中国水仙保护酶相关基因cDNA序列及推导的氨基酸序列83-91
• 附录Ⅱ 图版及图版说明91-99
• 硕士学习期间发表的论文99-100
• 致谢100

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  本文关键词：温度对中国水仙休眠进程相关生理和基因表达的影响，由笔耕文化传播整理发布。

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