独脚金内酯对烟草腋芽休眠及侧枝生长的影响与转录组研究

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bainiao528
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
分枝在植物形态建成中扮演着重要的角色,分枝由腋芽发育而成,腋芽的生长发育是十分复杂的过程,受到内源和外源因素调控。烟草(Nicotiana tabacum)是一种科研模式植物和广泛栽培的经济作物,其腋芽的休眠、萌发及侧枝的生长发育对烟草的产质量将会产生非常重要的影响。为此,本研究对烟株打顶后在叶腋处施加不同浓度(1、10和50μmol·L-1)的独脚金内酯类似物GR24溶液,研究不同浓度的GR24溶液对烟草不同节位之间腋芽和侧枝生长的影响及不同节位腋芽和侧枝及对应叶片的抗氧化代谢、碳代谢的调控效应,解析独脚金内酯对腋芽休眠与萌芽生长的位置效应和浓度效应,在此基础上应用RNA-Seq技术,分别对打顶后烟草腋芽不同发育时期和独脚金内酯对烟草腋芽影响的转录组学分析,从转录组角度揭示烟草腋芽生长发育和独脚金内酯对烟草腋芽生长影响的分子调控机制,以期为烟草侧枝发育研究和侧枝控制途径提供一定的理论基础。研究结果如下:(1)1和10μmol·L-1GR24溶液处理后烟草第1~6节位腋芽的萌芽率分别显著低于对照24.44%~30.00%和37.50%~44.00%,而50μmol·L-1GR24溶液处理与对照差异不显著。独脚金内酯处理后,K326和云烟87第1~6节位的腋芽长度总体低于对照,在第1~3节位K326和云烟87腋芽中分别以50和1μmol·L-1的GR24效果最佳,在第4~6节位K326和云烟87腋芽中分别以10和50μmol·L-1的GR24效果最佳。独脚金内酯处理后烟草腋芽第1~3节位的鲜重也均低于对照。可见独脚金内酯对烟草腋芽的萌发、伸长和鲜重均有一定的抑制作用,并存在浓度效应和位置效应,对不同品种间腋芽伸长的影响也存在一定的差异。(2)不同浓度的独脚金内酯处理下侧枝的CAT活性均不同程度的增加,在第1~3节位相比对照增加了0.31~4.97倍,侧枝PPO活性在3个节位均低于对照。10和50μmol·L-1的GR24处理下第3节位侧枝PAL活性高于对照,而POD和SOD活性与对照无显著性差异。独脚金内酯处理后叶片PPO活性整体低于对照。可见独脚金内酯处理后提高了侧枝CAT活性,一定程度的抑制了侧枝和叶片PPO活性。(3)独脚金内酯处理下,烟草第3节位侧枝蔗糖、可溶性糖和果糖含量及SPS和INV酶活性均高于对照,同时提高了第1节位侧枝b-淀粉酶和第2节位a-淀粉酶活性。独脚金内酯处理后烟草叶片的淀粉、果糖、蔗糖及第1、2节位可溶性糖含量低于对照,但均高于侧枝。可见独脚金内酯有利于提高第3节位侧枝糖含量及相关酶活性,对调控侧枝和叶片的源库运输有一定的作用。(4)基于烟草腋芽及侧枝不同发育时期的转录组分析表明,0 d与2 d共有3355个差异基因表达,0 d与6 d共有6825个差异基因表达,2 d与6 d共有5407个差异基因表达。3个比较组共有的756个基因中筛选到6个与抗氧化代谢相关基因,如PER52、PRP1和SODB等,还筛选到16个与碳代谢相关的基因,如SS、SPS、SUS6、BAM7和SWEET1等。GO富集分析表明,差异表达基因主要富集的生物进程和代谢通路有:单细胞组织、细胞和催化活性等途径上,其中CK_0 vs CK_6比较组富集的基因较其他比较组最多。Pathway显著富集于代谢途径、次生代谢物生物合成以及植物激素信号转导等途径,其中在植物激素信号转导途径中注释到玉米素合成中CRE1、AHP、B-ARR和A-ARR基因的表达。此外,q RT-PCR检测结果也证实了RNA-Seq分析结果的可靠性。(5)独脚金内酯处理和未处理的腋芽及侧枝转录分析结果显示,在CK_2 VS GR_2和CK_6 VS GR_6比较组中分别鉴定出332和1193个基因。GO富集分析表明,差异基因多数富集于细胞过程、单细胞组织、代谢过程和生物调节途径上。Pathway显著富集于内质网蛋白加工、二萜生物合成、代谢途径和次生代谢物生物合成等途径。在处理2 d时,注释到赤霉素相关基因GA2OX2和玉米素生物合成相关基因与ZOX1与对照相比呈下调表达。对独脚金内酯相关基因表达情况进一步分析发现,烟草腋芽及侧枝中与独脚金内酯合成相关基因有CCD7和D27,与独脚金内酯信号转导相关基因有MAX2、D14、DAD2和SMAX1,且外源独脚金内酯处理6 d时,能够促进芽内SMAX1、D14、DAD2、CCD7和D27基因的表达。
其他文献
紫粒小麦作为特殊的种质资源因种皮内富含大量花青素而呈现紫色,其具有较高的营养价值和保健功效。为明确控制紫粒性状基因的位置及紫粒花青素的含量,对贵紫麦1号紫粒基因进行精确定位及紫粒花青素的含量展开研究,以期为紫粒基因的克隆遗传转化和种质利用奠定研究基础。本研究采用全基因组重测序技术(WGS,Whole-genome re-sequencing),结合集团分离分析(BSA)策略,将紫、白两个极端混池及
本研究以狐臭柴为试验材料,构建了叶片的果胶提取工艺。以此为基础,研究了不同提取方法所得果胶的理化性质、结构、生物活性及干燥技术。主要结果如下:通过单因素试验确定各因素的范围,再利用Plackett-Burman试验设计筛选影响果胶得率的关键因素,最后采用响应面法优化叶片果胶超声波辅助酸提法。结果表明,影响果胶提取的关键因素为p H值、液料比、超声功率和反应时间。优化得到的工艺参数为p H值1.9、
石斛是兰科石斛属多年生草本植物,是我国非常重要的珍惜濒危植物。石斛分布范围广,品种类型多样,具有很高的观赏、药用和保健价值,能产生巨大的经济、生态和社会效益。近年来,贵州大力发展石斛产业,各地均有所栽培,但品种繁多,种类混杂,往往存在同物异名或同名异物的现象,严重干扰了石斛品种选育和石斛产业的健康发展。为了更准确地了解贵州石斛种质资源的类型、亲缘关系及特征,本研究对同一栽培环境下的38种石斛兰的形
橡胶材料在长期使用过程中往往会因局部破损而使得整个材料失效,进而导致材料的使用周期缩短。巯基-双键点击反应,是一种高效、简单的反应方式,以此为基础可将巯基化合物与二烯烃橡胶发生反应,制备功能化二烯烃橡胶。通过点击反应制备基于动态可逆键的自修复二烯烃橡胶,当出现裂纹时,加以光、热等外界刺激,可使橡胶分子链中的动态可逆键实现断裂和重组,进而使橡胶进行自我修复,以增加它们的使用寿命。本论文基于巯基-双键
多穗石柯(Lithocarpus polystachyus(wall.)Rehd)壳斗科石柯属常绿植物,别名甜茶、多穗柯、甘茶等。其嫩叶味道甘甜清爽,是一种传统的中草药,长期以来被用于中国传统民间医学领域。研究发现多穗石柯主要含有黄酮类、三萜类、多酚类等成分,具有多种药理作用。其主要甜味成分为黄酮类中的根皮苷,根皮苷具有降低血糖、抗氧化及抗癌等多种重要的生物活性,在食品添加和医疗保健行业中广泛应用
随着人们健康意识的提高和智能化产品的迅速发展,传统的人体成分分析仪已经无法满足人们的需求,且浮现于市场的产品大多停留在功能技术层面的升级和发展,存在诸多问题。产品同质化严重,非专业人员不易认知,功能细分不完善,较难满足不同迥异属性人群的诉求,缺乏对产品模糊前端的充分研究和系统性的开发思维,忽视了对用户需求的真正理解,导致开发的产品用户满意度较低。因此,开发以用户需求为驱动的产品来满足用户需求多样性
热带玉米种质被引入温带地区时,因为光照长度延长和纬度增高,往往表现出很强的光周期敏感性,如营养生长旺盛,生殖生长受到抑制,开花期延迟,晚熟,不能正常结实等不适应现象,严重影响其在育种实践中的推广应用。因此,探究热带玉米种质光周期反应强的分子机理,对玉米种质扩增、改良和创新具有重要意义。本研究以光钝感自交系齐319和光敏感自交系T32组建的150份F2:3家系(QT群体)的双亲分离群体和一套包含22
目前,传统印染废水处理技术很难实现有机染料和无机盐的有效分离。在膜分离技术中,纳滤膜基于尺寸筛分和荷电效应能够有效分离有机染料和无机盐,但是基于界面聚合法制备的传统纳滤膜处理印染废水时存在操作压高、效率低和截盐率高等缺点,而且纳滤分离层与基膜之间无化学键链接导致在高压下长时间运行易脱落。因此,本文在水溶液中通过化学交联法在复合膜表面构建具有不同疏松程度的荷正电纳滤分离层,实现了对染料/Na盐的有效
鸭传染性浆膜炎(Duck infectious serositis)又称鸭疫里默氏杆菌病(Riemerella anatipestifer infection),是由鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer,RA)感染雏鸭及其它禽类引起的一种以纤维素性心包炎、肝周炎、气囊炎、干酪样输卵管炎和脑膜炎为特征的急性败血性传染病。该病具有较高的发病率和死亡率,严重威胁水禽养殖产业的
烟草(Nicotiana tabacum)是我国广泛种植的经济作物之一,是喜温作物,对温度的变化很敏感。低温会导致烟苗生长缓慢,叶片狭长,叶片数减少,早花等现象的发生,从而降低烟叶产量和品质。MYB转录因子在植物中参与多种生理生化过程的调节,在抵御低温伤害等逆境环境中发挥着重要的作用。烟草基因组中有300多个MYB转录因子,但是关于它们功能的报道还较少。课题组前期研究发现一个R2R3-MYB转录因