SL对烟草腋芽内源激素代谢及其相关基因表达的影响

作     者：田慧源 

作者单位：贵州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘国琴;王仁刚

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：烟草 腋芽 独角金内酯 内源激素 基因表达 

摘      要：独角金内酯（Strigolactone,SL）作为新型调控植物腋芽生长发育的激素,是近年来研究的热点之一,但关于SL如何影响腋芽内源激素代谢及其相关基因的表达依然不公清楚。本研究采用石蜡切片技术探究了烟草腋分生组织的发育变化,利用高效液相色谱-质谱法、转录组分析技术和荧光定量技术研究了SL对烟草腋芽内源激素代谢及激素相关基因的表达的影响,为SL在调控烟草腋芽生长中的激素调控机理奠定了一定的理论基础。结果表明:（1）烟草腋分生组织由中央母细胞区（CM）、周缘分生组织（PM）和肋状分生组织（RM）组成,其中CM位于腋分生组织的顶端,其可通过基部及侧面细胞的分裂形成PM及RM,PM位于腋分生组织两侧,RM处于CM的下方及PM内侧的位置。三个细胞区域的细胞体积、排列方式不同,说明了分生组织中各部分细胞分裂存在差异性。两个品种的烟草腋分生组织发育不同,打顶0～4 h时,云烟87腋分生组织三个细胞区域的发育无明显变化,而K326细胞数量明显增加,6 h时,云烟87的CM的细胞数量增多,PM的细胞向两侧进行分裂和生长,而RM的细胞数量无明显变化。K326的CM和PM的细胞体积增大,RM的细胞数量明显增加,表明云烟87的腋分生组织的发育较K326慢。（2）SL通过影响内源激素代谢抑制烟草腋芽的伸长。处理2 d和9 d时,GR24处理的腋芽伸长量较CK和TIS-108处理分别下降了55.40%、33.03%、55.98%和29.30%,说明GR24抑制了腋芽的生长,而TIS-108能够有效削弱内源SL对烟草腋芽生长的抑制效应。高效液相色谱-质谱分析表明,在处理第9 d时,GR24显著降低了生长素（IAA）、反式玉米素核糖苷（t ZR）、N6-（Δ2-异戊烯基）腺嘌呤（IPA）、赤霉素-1（GA）、赤霉素-4（GA）、赤霉素-7（GA）、茉莉酸（JA）和茉莉酸异亮氨酸（JA-Ile）在腋芽中的含量。而1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）的含量在GR24处理下显著增加。TIS-108处理显著增加了t ZR、SA、JA和JA-Ile的含量,降低ACC、GA的含量;处理第9 d时,GR24显著提高了IAA与CTK的比例,降低了IAA与ABA、SA、ACC、JAs和GAs之间的比例。TIS-108降低了IAA/CTK值,提高了IAA/ABA、IAA/ACC及IAA/GAs值。各内源激素之间的比例对GR24与TIS-108的响应相反。（3）激素相关基因可能在SL抑制烟草腋芽生长的过程中发挥重要的调控作用。表达分析显示,在处理2～6 d,IAA信号转导基因AUXI1和SAUR20、CTK生物合成基因IPT、CTK氧化酶CKX1、GA氧化酶基因GA2o X1、ABA信号转导相关基因PP2C、SL信号途径负调控因子SMAX1及SMAX1-LIKE4均呈下调表达。相反,IAA代谢基因GH3.1基因、ETH生物合成基因ACO3及其信号转导基因ERF1、SA信号转导基因PR1、SL生物合成基因D27及其信号转导基因的D14和DAD2均呈下调表达。此外,苯丙烷生物合成基因HCT上调表达。烟草腋芽内源激素相关基因可能通过调控内源激素代谢水平,从而参与SL抑制烟草腋芽生长的过程。（4）ABA能够影响SL相关基因的表达。在激素处理3～5 d时,ABA显著抑制了D27、SMAX1和SMAX1-LIKE4的表达,而D14基因及其同源基因DAD2的表达在处理3 d～5 d均受到了ABA的诱导,在烟草腋芽中高表达。