芍药遗传多样性研究与赤霉素解除休眠的机理探讨
发布时间：2020-06-23 09:04
【摘要】：芍药(Paeonia lactiflora Pall.)为芍药科(Paeoniaceae)多年生宿根植物,是深受我国人民喜爱的传统名花。目前国内外培育的芍药品种已逾千个,变异类型非常丰富,但因缺乏相应的亲本信息,致使无法全面了解各品种的遗传背景。本研究通过染色体核型鉴定和SSR分子标记技术,对不同芍药品种群的品种遗传多样性进行了研究,为芍药的品种分类、品种选育以及种质资源利用提供科学依据。另一方面,在芍药促成栽培时,生产上广泛利用GA_3打破休眠,但对促进芍药花芽休眠解除的分子机理尚未见报道。本研究从形态学、生理学和分子生物学角度探讨了不同GA_3处理方式对芍药花芽形态分化、生理生化代谢、GID1受体基因和DELLA蛋白基因表达模式的影响,探讨芍药花芽休眠解除过程的生理与分子机制,为芍药的花期调控和分子育种提供理论指导。本研究主要成果如下:1、不同芍药品种群品种的染色体核型鉴定:对21个倍性未知的品种进行了染色体核型鉴定。结果显示:中国芍药品种群的品种为二倍体,伊藤芍药品种群的5个品种为三倍体,杂种芍药品种群中的15个品种倍性多样,出现了二倍体、三倍体及四倍体的分化。2、SSR分子标记筛选与遗传多样性分析:从100对引物中筛选出13对多态性引物,总计得到86个等位位点(76个多态性等位位点),每对引物平均扩增6.615位点。有效等位位点变化范围为2.243-7.800,PIC含量的变化范围为0.554-0.872,遗传多样性指数变化范围为1.701-3.126。通过UPGMA法构建了 55个芍药品种的聚类图,55个品种被划分为9个小组。3、外源喷施GA_3对芍药'大富贵'花芽分化的影响:将进入花瓣原基阶段的植株移入冷库,同时喷施150 mg/L的外源GA_3。结果显示:GA_3对芍药的花芽分化进程影响十分显著,花芽分化周期极大缩短,入冷库前喷施150 mg/L外源GA_3的植株仅需25 d就能迅速从花瓣原基阶段分化到雌蕊原基阶段,比对照组提前了 40 d。4、芍药花芽休眠解除过程中的生理代谢研究:可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量等10个生理指标在芍药花芽休眠解除期间均呈一定的规律性变化。芍药花芽休眠解除时,可溶性糖和淀粉含量、SOD和PDO酶活性呈现下降趋势,CAT酶活性呈现上升趋势。GA_3和GA_3/ABA的比值在芍药花芽休眠解除时均呈上升趋势,GA_3/ABA的比值基本能够反映芍药花芽休眠解除的趋势。5、GID1受体基因和DELLA蛋白基因表达模式的探索:从本课题组已有转录组数据中筛选出2个GID1受体基因PlGID1a和PlGID1b,3个DELLA蛋白基因PlDELLA1、PlDELLA2和PlDELLA3。根据结果推测较高表达量的GID1(PlGID1a和PlGID1b)受体基因,较低表达量 DELLA(PlDELLA1、PlDELL APlDELLA3)蛋白会促进芍药花芽休眠解除。由于PlGID1a和PlDELLA2的基因表达量差值相对较大,推测PlGID1a和PlDELLA2是GID1受体基因和DELLA蛋白中的关键基因。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S682.12
【图文】：
赤霉素信号转导途径在模式植物拟南芥和水稻中已经有了清晰的阐明，ｄｅｌｌａ逡逑蛋白、赤霉素受体Ｇ／Ｄｉ和见｝７等是赤霉素转导途径中的重要转导因子。根据前人逡逑研宄，如图１－１，ＧＡ－Ｇ／Ｄｉ－ＤＥＬＬＡ信号通路就是赤霉素的信号转导途径（Ｓｕｎ，２０１０）。逡逑首先，调控植物生长的相关转录因子，与ＤＥＬＬＡ蛋白基因相结合，抑制植株生长（吕逡逑西洋，２００７；卢加举，２０１３）；其次，Ｇ／Ｄｉ与赤霉素结构形成二聚体（Ｕｅｇｕｃｈｉ－Ｔａｎａｋａ逡逑ｅｔａｌ，２００５；邋Ｃｈａｎｄｌｅｒｅｔａｌ，２００８）。在邋Ｇ／Ｄｉ邋与邋ＧＡ邋形成二聚体时，极易与邋ＤＥＬＬＡ邋蛋白逡逑结合；最后ＧＡ－Ｇ／Ｄ７－ＤＥＬＬＡ形成三聚体。ＧＡ－Ｇ／Ｄ７－ＤＥＬＬＡ三聚体抑制了邋ＤＥＬＬＡ逡逑蛋白与其他植物转录因子的结合，与ＤＥＬＬＡ蛋白联系紧密的关键基因，基因表达量逡逑趋向正常或者增加，促进了植物的生长发育（Ｕｅｕｃｈ－Ｔａｎａｋａ邋ｅｔａｌ，２００７），同时逡逑ＧＡ－Ｇ／Ｄｉ－ＤＥＬＬＡ三聚体形成后，ＤＥＬＬＡ蛋白与泛素Ｅ３连接酶复合体（ＳＣｒａｉｙ７／Ｇ／？）逡逑进一步结合，促进ＤＥＬＬＡ蛋白被２６Ｓ蛋白酶产生了植株对ＧＡ３的响应过程（Ｄｉｌｌ邋ｅｔ逡逑ａｌ．
ＧＡ－ｒｅｓｐｏ＾］邋０邋■逦＊？．逦嫇逡逑图１－１植物ＧＡ信号转导模式逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ＧＡ邋ｓｉｇｎａｌｉｎｇ邋ｉｎ邋ｐｌａｎｔｓ邋（Ｓｕｎ，２０１０）逡逑Ｕｅｇｕｃｈｉ－Ｔａｎａｋａ等（２００５）在水稻中鉴定了受体基因Ｇ／Ｚ）／。研究发现受体基因逡逑Ｇ／Ｄ／在感知ＧＡ信号后，自身构象发生改变，促进Ｇ／Ｄ／与ＤＥＬＬＡ蛋白结合，进而逡逑促进ＤＥＬＬＡ蛋白降解，激活被ＤＥＬＬＡ蛋白抑制的基因转录因子。葛晖（２０１０）探逡逑索葡萄果实在ＧＡ３处理后Ｇ／Ｄ７受体基因的表达差异，发现其在ＧＡ３处理条件下均逡逑有上调或下调表达。张运城（２０１５）以针叶树挪威云杉和油松为试验材料，探索不同逡逑组织Ｇ７Ｄ／基因的表达分析，发现其在球花和其他组织均有表达，同时在对八Ｇ／Ｄ／逡逑基因的验证过程中，发现其能增强对ＧＡ３的感受能力，促进植物的生长发育。罗弦逡逑等（２０１６）以唐菖蒲为试验材料
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S682.12
【图文】：
赤霉素信号转导途径在模式植物拟南芥和水稻中已经有了清晰的阐明，ｄｅｌｌａ逡逑蛋白、赤霉素受体Ｇ／Ｄｉ和见｝７等是赤霉素转导途径中的重要转导因子。根据前人逡逑研宄，如图１－１，ＧＡ－Ｇ／Ｄｉ－ＤＥＬＬＡ信号通路就是赤霉素的信号转导途径（Ｓｕｎ，２０１０）。逡逑首先，调控植物生长的相关转录因子，与ＤＥＬＬＡ蛋白基因相结合，抑制植株生长（吕逡逑西洋，２００７；卢加举，２０１３）；其次，Ｇ／Ｄｉ与赤霉素结构形成二聚体（Ｕｅｇｕｃｈｉ－Ｔａｎａｋａ逡逑ｅｔａｌ，２００５；邋Ｃｈａｎｄｌｅｒｅｔａｌ，２００８）。在邋Ｇ／Ｄｉ邋与邋ＧＡ邋形成二聚体时，极易与邋ＤＥＬＬＡ邋蛋白逡逑结合；最后ＧＡ－Ｇ／Ｄ７－ＤＥＬＬＡ形成三聚体。ＧＡ－Ｇ／Ｄ７－ＤＥＬＬＡ三聚体抑制了邋ＤＥＬＬＡ逡逑蛋白与其他植物转录因子的结合，与ＤＥＬＬＡ蛋白联系紧密的关键基因，基因表达量逡逑趋向正常或者增加，促进了植物的生长发育（Ｕｅｕｃｈ－Ｔａｎａｋａ邋ｅｔａｌ，２００７），同时逡逑ＧＡ－Ｇ／Ｄｉ－ＤＥＬＬＡ三聚体形成后，ＤＥＬＬＡ蛋白与泛素Ｅ３连接酶复合体（ＳＣｒａｉｙ７／Ｇ／？）逡逑进一步结合，促进ＤＥＬＬＡ蛋白被２６Ｓ蛋白酶产生了植株对ＧＡ３的响应过程（Ｄｉｌｌ邋ｅｔ逡逑ａｌ．
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【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 高燕;蒋昌华;宋W
本文编号：2727103
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