嫁接植物砧木与接穗互作机理研究进展
发布时间：2021-12-31 02:26
嫁接技术作为广泛应用的无性繁殖方式,成为良种化生产的重要环节,已被广泛应用于农林业领域的扩繁、新品种选育、品种改良等方面,开展砧木与接穗间相互作用机制的研究,对于科学选择砧穗组合具有重要意义。从水分和矿质离子、有机物和抗氧化酶、激素作用、基因调控和表观遗传学角度综述砧穗互作的研究现状,阐述主流观点;从激素、基因调控和表观遗传学三者间相互作用方面,初步探索砧穗互作的普适规律。
【文章来源】：贵州农业科学. 2020,48(06)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
枳砧“红绵蜜柚”不亲和机理假设模型[63]
microRNA在嫁接苗中也调控植物对非生物胁迫的应答。李超汉[82]研究表明：黄瓜嫁接苗与南瓜嫁接苗中75%的已知miRNA的表达发生显著变化。荧光定量PCR发现10条已知miRNA、16条新miRNA以及19条靶基因的表达均发生了显著变化，说明miRNA及其靶基因能响应嫁接；同时发现miRNA参与黄瓜嫁接苗应答干旱胁迫、盐胁迫、缺氮或缺磷胁迫。与自根苗相比，多数靶基因的表达在黄瓜嫁接苗的叶片和根以及南瓜嫁接苗的根中下调，而在南瓜嫁接苗的叶片中上调，暗示了黄瓜嫁接苗和南瓜嫁接苗抗性的提高可能归因于某些靶基因的下调表达。徐媛媛[83]研究发现，与实生苗相比，嫁接到资阳香橙和飞龙枳的锦橙叶片中与植株生长、叶片发育和激素信号转导相关的miR159、miR164、miR156、miR393的表达上调，表明嫁接可能影响接穗中与植物生长发育和胁迫应答相关的基因表达。安娜[54]构建了嫁接与不嫁接苹果中6个组织部位的small RNA文库，鉴定并筛选出砧穗间差异表达的miRNAs及其靶基因，初步提出mdmmiR156-MdSPLs、mdm-miR171-MdAP2、mdmmiR172-MdAP2、mdm-miR159-MdMYB等参与嫁接苹果成花调控的分子网络，随后又构建嫁接苹果顶梢、韧皮部、幼果和根尖的RNA-seq文库，筛选鉴定了砧穗间差异表达的lncRNA及其靶基因，发现3个参与砧穗间成花分子调控网络的lncRNA，进一步筛选获得目标分子MdAGL24的上游调控因子和互作蛋白，利用转基因番茄验证MdAGL24基因功能，最后构建了以MdAGL24为核心、由miRNAs和lncRNAs参与形成的苹果矮化砧木通过嫁接影响接穗成花的分子调控网络（图2）。RNAi干扰技术为进一步研究嫁接植株中信号分子的传递和运输提供了有力手段。通过RNAi干扰技术，李明等[84-85]研究表明，无论用RNAi型植株作为砧木或接穗，DEX诱导产生的基因沉默信号均能导致相应野生型拟南芥接穗或砧木KatB和KatC的mRNA的减少，说明基因转录后沉默信号可以通过嫁接面在拟南芥体内双向传递。ZHAO等[86]将构建的李属坏死环斑病毒短发卡结构的RNA干扰载体转入樱桃砧木，再将非转基因的甜樱桃嫁接其上，最后在非转基因接穗上检测到干扰载体产生的小RNA，证实小RNA可以在木本植物的砧木和接穗之间长距离（1.2m）转运。徐媛媛[83]通过分析嫁接锦橙与实生苗RNA测序结果，筛选到一些嫁接后表达差异显著的miRNA，用qRT-PCR验证其的表达发现，miR395和chrUn＿35093有可能在砧穗间转移。焦妍妍[22]在钾高效基因型西瓜“勇士”和钾低效基因型西瓜“早佳8424”响应低钾的miRNA基因及其对应的靶基因表达量分析中发现，miRNA156a和miRNA395b可能是嫁接西瓜接穗对砧木钾吸收关联的长距离运输miRNA。
【参考文献】：
期刊论文
[1]嫁接对橡胶树砧木甲基化水平的影响[J]. 毛常丽,张凤良,李小琴,杨湉,倪书邦,吴裕. 热带农业科技. 2019(03)
[2]渭北地区富士苹果不同砧穗组合幼树内源激素含量与早花性和易成形性关系的研究[J]. 张宝娟,张东,马娟娟,宋春晖,李文强,赵彩平,杨杰,韩明玉. 园艺学报. 2017(10)
[3]嫁接与施氮对甜瓜产量和氮素吸收、利用的影响[J]. 薛亮,马忠明,杜少平. 应用生态学报. 2017(06)
[4]嫁接对葫芦砧木及西瓜接穗甲基化水平的影响[J]. 邢乃林,张蕾琛,应泉盛,黄芸萍,王毓洪. 江西农业学报. 2016(09)
[5]香蕉MaWRKY31转录因子的特性及对MaACS1、MaACO1和MaSAG1的调控[J]. 范中奇,卓远芳,符亚莉,谭小丽,邝健飞,陆旺金,陈建业. 食品科学. 2017(06)
[6]渭北黄土高原苹果不同砧穗组合幼树根系发育和分布的特征[J]. 张东,张宝娟,李文强,马娟娟,檀鸣,杜俊兰,韩明玉. 园艺学报. 2016(04)
[7]植物嫁接技术机理研究进展[J]. 朱高浦,李芳东,杜红岩,杜兰英,傅建敏,李福海,周道顺. 热带作物学报. 2012(05)
[8]‘21世纪’桃对其砧木毛桃根系导管分子性状的影响[J]. 郭学民,肖啸,梁丽松,张立彬,高荣孚,王贵禧. 园艺学报. 2011(06)
[9]NaCl胁迫对不同砧木黄瓜嫁接苗生理生化指标的影响[J]. 张自坤,刘世琦,张强,王忠全,孟凡鲁,杨晓丽. 中国蔬菜. 2009(22)
[10]低温弱光条件下砧穗互作对茄子嫁接苗抗冷性的影响[J]. 张晓艳,徐坤. 中国农业科学. 2009(10)
博士论文
[1]枳砧‘红绵蜜柚’嫁接不亲和机理研究[D]. 何文.福建农林大学 2018
[2]苹果砧穗间差异表达RNA筛选及MdAGL24调控花芽孕育的功能研究[D]. 安娜.西北农林科技大学 2018
[3]砧穗互作对番茄嫁接苗耐冷性的影响[D]. 韩敏.山东农业大学 2018
[4]‘井岗红糯’荔枝嫁接亲和性及其机理研究[D]. 陈哲.华南农业大学 2016
[5]梨WoxT1 mRNA韧皮部远距离传递机理研究[D]. 段续伟.中国农业大学 2015
[6]黄瓜嫁接苗microRNA鉴定及对非生物胁迫的应答[D]. 李超汉.中国农业科学院 2014
[7]核桃砧木对树体影响的DNA甲基化调控机制研究[D]. 周贝贝.中国林业科学研究院 2014
[8]植物嫁接体的发育：接口融合过程的时期划分、表达谱分析及相关基因的鉴定[D]. 殷昊.兰州大学 2012
[9]榨菜与紫甘蓝嫁接嵌合体诱导的可遗传变异及其分子机理研究[D]. 王燕.浙江大学 2011
[10]嫁接及其接合部变异的研究[D]. 陈红.四川农业大学 2006
硕士论文
[1]苹果矮化砧木M9-T337影响嫁接富士幼树成形成花生理分子机制研究[D]. 王怡玢.西北农林科技大学 2018
[2]嫁接和逆境胁迫对柑橘miRNA表达的影响[D]. 徐媛媛.西南大学 2018
[3]嫁接西瓜接穗对砧木钾吸收的反馈调控机理[D]. 焦妍妍.华中农业大学 2017
[4]砧木对嫁接番茄生长发育的影响[D]. 陈晨.山东农业大学 2017
[5]不同株型桃树枝叶内源激素与根系形态研究[D]. 王磊.山东农业大学 2008
[6]不同嫁接方法对黄瓜幼苗生长和生理特性的影响[D]. 韩晓燕.华中农业大学 2008
本文编号：3559448
【文章来源】：贵州农业科学. 2020,48(06)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
枳砧“红绵蜜柚”不亲和机理假设模型[63]
microRNA在嫁接苗中也调控植物对非生物胁迫的应答。李超汉[82]研究表明：黄瓜嫁接苗与南瓜嫁接苗中75%的已知miRNA的表达发生显著变化。荧光定量PCR发现10条已知miRNA、16条新miRNA以及19条靶基因的表达均发生了显著变化，说明miRNA及其靶基因能响应嫁接；同时发现miRNA参与黄瓜嫁接苗应答干旱胁迫、盐胁迫、缺氮或缺磷胁迫。与自根苗相比，多数靶基因的表达在黄瓜嫁接苗的叶片和根以及南瓜嫁接苗的根中下调，而在南瓜嫁接苗的叶片中上调，暗示了黄瓜嫁接苗和南瓜嫁接苗抗性的提高可能归因于某些靶基因的下调表达。徐媛媛[83]研究发现，与实生苗相比，嫁接到资阳香橙和飞龙枳的锦橙叶片中与植株生长、叶片发育和激素信号转导相关的miR159、miR164、miR156、miR393的表达上调，表明嫁接可能影响接穗中与植物生长发育和胁迫应答相关的基因表达。安娜[54]构建了嫁接与不嫁接苹果中6个组织部位的small RNA文库，鉴定并筛选出砧穗间差异表达的miRNAs及其靶基因，初步提出mdmmiR156-MdSPLs、mdm-miR171-MdAP2、mdmmiR172-MdAP2、mdm-miR159-MdMYB等参与嫁接苹果成花调控的分子网络，随后又构建嫁接苹果顶梢、韧皮部、幼果和根尖的RNA-seq文库，筛选鉴定了砧穗间差异表达的lncRNA及其靶基因，发现3个参与砧穗间成花分子调控网络的lncRNA，进一步筛选获得目标分子MdAGL24的上游调控因子和互作蛋白，利用转基因番茄验证MdAGL24基因功能，最后构建了以MdAGL24为核心、由miRNAs和lncRNAs参与形成的苹果矮化砧木通过嫁接影响接穗成花的分子调控网络（图2）。RNAi干扰技术为进一步研究嫁接植株中信号分子的传递和运输提供了有力手段。通过RNAi干扰技术，李明等[84-85]研究表明，无论用RNAi型植株作为砧木或接穗，DEX诱导产生的基因沉默信号均能导致相应野生型拟南芥接穗或砧木KatB和KatC的mRNA的减少，说明基因转录后沉默信号可以通过嫁接面在拟南芥体内双向传递。ZHAO等[86]将构建的李属坏死环斑病毒短发卡结构的RNA干扰载体转入樱桃砧木，再将非转基因的甜樱桃嫁接其上，最后在非转基因接穗上检测到干扰载体产生的小RNA，证实小RNA可以在木本植物的砧木和接穗之间长距离（1.2m）转运。徐媛媛[83]通过分析嫁接锦橙与实生苗RNA测序结果，筛选到一些嫁接后表达差异显著的miRNA，用qRT-PCR验证其的表达发现，miR395和chrUn＿35093有可能在砧穗间转移。焦妍妍[22]在钾高效基因型西瓜“勇士”和钾低效基因型西瓜“早佳8424”响应低钾的miRNA基因及其对应的靶基因表达量分析中发现，miRNA156a和miRNA395b可能是嫁接西瓜接穗对砧木钾吸收关联的长距离运输miRNA。
【参考文献】：
期刊论文
[1]嫁接对橡胶树砧木甲基化水平的影响[J]. 毛常丽,张凤良,李小琴,杨湉,倪书邦,吴裕. 热带农业科技. 2019(03)
[2]渭北地区富士苹果不同砧穗组合幼树内源激素含量与早花性和易成形性关系的研究[J]. 张宝娟,张东,马娟娟,宋春晖,李文强,赵彩平,杨杰,韩明玉. 园艺学报. 2017(10)
[3]嫁接与施氮对甜瓜产量和氮素吸收、利用的影响[J]. 薛亮,马忠明,杜少平. 应用生态学报. 2017(06)
[4]嫁接对葫芦砧木及西瓜接穗甲基化水平的影响[J]. 邢乃林,张蕾琛,应泉盛,黄芸萍,王毓洪. 江西农业学报. 2016(09)
[5]香蕉MaWRKY31转录因子的特性及对MaACS1、MaACO1和MaSAG1的调控[J]. 范中奇,卓远芳,符亚莉,谭小丽,邝健飞,陆旺金,陈建业. 食品科学. 2017(06)
[6]渭北黄土高原苹果不同砧穗组合幼树根系发育和分布的特征[J]. 张东,张宝娟,李文强,马娟娟,檀鸣,杜俊兰,韩明玉. 园艺学报. 2016(04)
[7]植物嫁接技术机理研究进展[J]. 朱高浦,李芳东,杜红岩,杜兰英,傅建敏,李福海,周道顺. 热带作物学报. 2012(05)
[8]‘21世纪’桃对其砧木毛桃根系导管分子性状的影响[J]. 郭学民,肖啸,梁丽松,张立彬,高荣孚,王贵禧. 园艺学报. 2011(06)
[9]NaCl胁迫对不同砧木黄瓜嫁接苗生理生化指标的影响[J]. 张自坤,刘世琦,张强,王忠全,孟凡鲁,杨晓丽. 中国蔬菜. 2009(22)
[10]低温弱光条件下砧穗互作对茄子嫁接苗抗冷性的影响[J]. 张晓艳,徐坤. 中国农业科学. 2009(10)
博士论文
[1]枳砧‘红绵蜜柚’嫁接不亲和机理研究[D]. 何文.福建农林大学 2018
[2]苹果砧穗间差异表达RNA筛选及MdAGL24调控花芽孕育的功能研究[D]. 安娜.西北农林科技大学 2018
[3]砧穗互作对番茄嫁接苗耐冷性的影响[D]. 韩敏.山东农业大学 2018
[4]‘井岗红糯’荔枝嫁接亲和性及其机理研究[D]. 陈哲.华南农业大学 2016
[5]梨WoxT1 mRNA韧皮部远距离传递机理研究[D]. 段续伟.中国农业大学 2015
[6]黄瓜嫁接苗microRNA鉴定及对非生物胁迫的应答[D]. 李超汉.中国农业科学院 2014
[7]核桃砧木对树体影响的DNA甲基化调控机制研究[D]. 周贝贝.中国林业科学研究院 2014
[8]植物嫁接体的发育：接口融合过程的时期划分、表达谱分析及相关基因的鉴定[D]. 殷昊.兰州大学 2012
[9]榨菜与紫甘蓝嫁接嵌合体诱导的可遗传变异及其分子机理研究[D]. 王燕.浙江大学 2011
[10]嫁接及其接合部变异的研究[D]. 陈红.四川农业大学 2006
硕士论文
[1]苹果矮化砧木M9-T337影响嫁接富士幼树成形成花生理分子机制研究[D]. 王怡玢.西北农林科技大学 2018
[2]嫁接和逆境胁迫对柑橘miRNA表达的影响[D]. 徐媛媛.西南大学 2018
[3]嫁接西瓜接穗对砧木钾吸收的反馈调控机理[D]. 焦妍妍.华中农业大学 2017
[4]砧木对嫁接番茄生长发育的影响[D]. 陈晨.山东农业大学 2017
[5]不同株型桃树枝叶内源激素与根系形态研究[D]. 王磊.山东农业大学 2008
[6]不同嫁接方法对黄瓜幼苗生长和生理特性的影响[D]. 韩晓燕.华中农业大学 2008
本文编号：3559448
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