植物生长调节剂对‘库尔勒香梨’石细胞与木质素合成的影响及PIN2基因功能验证

作     者：张倩 

作者单位：塔里木大学 

学位级别：硕士

导师姓名：包建平

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：‘库尔勒香梨’ 植物生长调节剂 石细胞 木质素 PIN2 

摘      要：植物外源激素的含量与种类会影响植物的生长发育,影响植物器官的脱落。而到目前为止有关外源激素对‘库尔勒香梨’果实发育过程中的石细胞发育与形成的机理研究较少。目前,应用分子生物学手段研究梨脱萼果与宿萼果差异分子机理的工作也已相继展开。因此,本文从‘库尔勒香梨’脱萼果和宿萼果萼洼发育过程中石细胞含量与分布、木质素相关合成酶、维管束发育等生理生化指标,同时通过实时定量的PCR技术,分析IAA和TIBA处理的‘库尔勒香梨’萼洼PIN2基因表达,验证该基因在萼洼处的功能,为今后利用基因工程手段改善‘库尔勒香梨’果实品质提供科学依据。主要研究结果如下:(1)于‘库尔勒香梨’大蕾期外源喷施100mg/LTIBA可明显降低果实萼洼处的石细胞与木质素含量。大蕾期喷洒IAA对果实萼洼处石细胞与木质素含量无显著影响。梨果实萼洼处PAL、POD和CAD酶活性总体呈下降趋势;本研究所选择的相关酶基因中,与本文上述研究结果中酶活性存在一致性的只有Pb CAD,其相对表达量逐渐下降,说明Pb CAD基因表达量的下降导致CAD酶活性的下降,从而影响‘库尔勒香梨’萼洼处木质素含量与石细胞含量。(2)间苯三酚染色后发现,果实会呈现梗端与萼端的石细胞多,而越靠近胴部可被染色的石细胞数目越少。在36DAF后,被染色的石细胞逐渐减少。与IAA处理的果实相比,TIBA处理的染色范围较小。同样石蜡切片观察发现,经过TIBA处理的萼洼处石细胞团与CK1相比面积较小,石细胞分布稀疏,有效的降低了石细胞含量;经IAA处理的萼洼处石细胞团分布交为松散,但是石细胞团的面积增大,会导致库尔勒‘库尔勒香梨’口感变差。石细胞的细胞壁完整,但与对照相比,TIBA处理后145天的石细胞分布更分散,细胞壁间隙更大,细胞壁被抑制,细胞内物质逐渐外渗。(3)在番茄植株根中,POD、PAL、CAD三种酶活与野生型对照相比均有显著性增加;而在番茄植株中的茎与叶片中木质素相关合成酶虽有变化,但变化不显著;除此外本研究还发现,转Pb PIN2基因的番茄植株中根、茎与叶片中的木质素含量同样会增加,并且在根部呈现显著增加。木质素含量的变化与木质素相关合成酶呈变化呈正向相关,因此本研究结果与上述酶活性得出结果一致,证明Pb PIN2基因可能是通过促进POD、PAL、CAD三种酶活性,从而影响木质素含量。