玉米花序反向发育特征和激素原位分析

发布时间：2020-05-09 09:29

【摘要】：花序是植物重要的生殖器官,花序的发育在玉米生命周期中发挥着极为重要的作用,也是籽粒建成的决定性因素,而激素是调控花序分化和发育的重要因子。本研究以玉米籽粒胚朝向穗尖端的胚胎正向材料SN110和玉米籽粒胚朝向穗柄端的胚胎反向特异种质SN112的一对姊妹系为材料,通过农艺性状调查对SN110和SN112籽粒胚胎着生方向进行鉴定;利用石蜡切片技术和扫描电镜技术对SN110和SN112花序发育动态进行比较分析;利用免疫荧光组织定位技术对SN110和SN112花序分化不同时期生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸在玉米雌花序分化不同时期的时空变化规律进行分析;利用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS)的技术对SN110和SN112雌花序分化不同时期的生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸进行定量检测。明确籽粒胚胎正向和反向的发育动态差异,并探讨籽粒胚胎反向发育的成因及与植物激素水平的关系。主要研究结果如下:1.通过对SN110和SN112籽粒等农艺性状评估,明确了SN110籽粒胚胎朝向穗尖端为籽粒胚胎正向材料,SN112籽粒胚胎朝向穗柄端为籽粒胚胎反向材料。2.利用石蜡切片和扫描电镜技术对SN110和SN112花序发育过程进行追踪,明确了SN112小花分化期为籽粒胚胎反向关键时期,表现为下位小花优先发育上位小花发育逐渐败育,两个小花形成180°的夹角。3.采用免疫荧光组织定位和高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)对SN110和SN112雌花序分化不同时期生长素,赤霉素,细胞分裂素和脱落酸分布和含量变化进行分析,发现SN110和SN112雌花序中生长素,赤霉素,细胞分裂素,脱落酸在玉米花序分化的四个时期中均有分布,在生长锥分化期SN110和SN112免疫信号强弱差异不明显,在小穗分化期,SN110和SN112生长素和细胞分裂素免疫信号相近,SN112赤霉素免疫信号强于SN110,SN110脱落酸免疫信号强于SN112。小花分化期和性器官形成期SN112花序中生长素,赤霉素免疫信号强于SN110,SN110和SN112生长素和细胞分裂素免疫信号相近,SN110花序中脱落酸免疫信号强于SN110。并明确了SN112内源激素含量比例(GA4/ABA,GA9/ABA,ZR/ABA,IAA/ABA)显著高于SN110,是导致SN112籽粒胚胎朝向穗柄的直接原因。
【图文】：

分化不同时期组织形态学分析形态学研究是分析组织发育特性的基础方法，观察形态结构，态后结构的顺序，石蜡切片技术和扫描电镜技术相结合能够清态学变化差异，对作物进行组织或结构的解剖学研究，不仅能构的分化发育规律，亦可为研究作物生长发育规律提供理论参技术和扫描电镜技术对籽粒胚正向材料 SN110 和籽粒胚反向进行组织细胞学追踪，系统分析花序分化过程中组织差异变化胎朝向穗柄的原因。正、反向发育的农艺性状分析熟后，对籽粒胚正向材料 SN110 和籽粒胚反向材料 SN112 的表110 果穗籽粒胚的方向朝向穗尖端（图 1A1），而 SN112 籽粒胚方向相反，，朝向穗柄端（图 1 B1）。脱离穗轴后的 SN110 和方向相反外，没有明显差异。

图 2 SN110 和 SN112 的解剖学分析Fig 2 Anatomical analysis of SN110 and SN112序纵切；B1-B10：SN112 花序纵切；A4a-A10a：花序在穗轴左侧；A4b-A10B：花序在穗轴右侧；BB：花序在穗轴右侧。（im）花序原基；（sm）小穗原基；（ig）内颖；（og）外颖；（lfm）下位小）雌蕊原基；（op）胚珠；（si）花丝。A1-A3，B1-B3 标尺为 200μm，A4-A5，B4-B5 标尺为 20μm，，B8-B10 标尺为 100μm。e inflorescence of SN110; B1-B10: the female inflorescence of SN112; A4a-A10a: the SN110 inflorescence ie SN110 inflorescence is on the right side of the cob; B4a-A10a: the SN112 inflorescence on the left side ocence on the right side of the cob. inflorescence meristem (im); spikelet meristem (sm); inner glume (ig); om); upper floret meristem (ufm); pistil meristem (p);ovule meristem(op); silk (si). A1-A3, B1-B3, Bar=2, B6-B7, Bar=50μm;A8-A10, B8-B10, Bar=100μm.
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S513

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本文编号：2655936