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gr24及氮磷供应对丹参-AM真菌共生体养分吸收及功能物质形成的影响

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植物营养与肥料学报 2023年第6期29卷 1150-1159页

作者：孙颖盈王欣雨祝晨琳朱梦圆周端顼金海如浙江师范大学化学与生命科学学院浙江金华321004 浙江农林大学林业与生物技术学院浙江杭州311302

【目的】探究了外源gr24(人工合成独脚金内脂结构类似物)、磷水平和氮源对丹参–丛枝菌根(AM)真菌共生体氮素吸收及丹参酮类物质积累的影响,为丹参高质量生产提供参考。【方法】同位素示踪试验采用三室系统进行,试验设置3个磷水平[0μmo... 详细信息

【目的】探究了外源gr24(人工合成独脚金内脂结构类似物)、磷水平和氮源对丹参–丛枝菌根(AM)真菌共生体氮素吸收及丹参酮类物质积累的影响,为丹参高质量生产提供参考。【方法】同位素示踪试验采用三室系统进行,试验设置3个磷水平[0μmol/L(P0)、35μmol/L(P35)、700μmol/L(P700)]和3个^(15)N标记氮源(硝酸钾、硫酸铵、尿素,^(15)N标记浓度均为4 mmol/L),分析丹参菌根中^(15)N丰度。gr24试验采用砂培方法进行,设置3种总氮浓度为4 mmol/L的氮源:硝酸钾、硫酸铵、尿素;设置3个AM真菌处理:不接种AM真菌(NM)、接种AM真菌(AM)、接种AM真菌+0.1 mmol/L gr24(AM+gr24),分析植株氮、磷积累量、氮磷比及丹参酮类物质的积累。【结果】同位素示踪试验结果显示,磷供应水平和氮源共同影响着丹参菌根对氮的吸收运转。硝酸钾处理下,磷供应水平对丹参菌根的^(15)N丰度无显著影响;硫酸铵处理下,提高磷的供应水平显著降低丹参菌根的^(15)N丰度,且P700相对于P0的降幅远远大于P35;尿素处理下,P35提高但P700急剧降低了丹参菌根中^(15)N丰度,P700的降幅远远大于P35的增幅。P0和P35水平下,尿素处理的丹参菌根^(15)N丰度显著高于硫酸铵和硝酸钾处理。外源gr24提高根系AM侵染率的效果仅限于丹参生长50天内。3个氮源处理下,AM接种均显著提高了丹参地上部和地下部生物量,且AM+gr24处理的丹参地上部生物量与AM处理无显著差异,而供应硝酸钾和尿素时,AM+gr24处理较AM处理进一步显著提高了根部的生物量。相比于NM,AM提高地上部和根部氮、磷积累量的效果不稳定,而AM+gr24处理显著提高了丹参地上部和根部氮、磷积累量。AM+gr24处理最有利于丹参地上部氮、磷积累的氮源分别是硫酸铵、尿素;最有利于根部氮、磷积累的氮源均是硝酸钾,其次是尿素。收获的菌根化丹参中,以供应硫酸铵的丹参酮IIA和隐丹参酮含量最高,显著高于供应硝酸钾和尿素的。【结论】供磷水平和氮素形态影响着菌根化丹参的生长、氮磷吸收及品质。AM真菌对NH_(4)^(+)的吸收途径受磷水平影响,可能与磷是耦合转运关系,而NO_(3)^(-)可能存在独立于磷转运通道而独自利用的转运途径。外源gr24对各氮素处理组AM真菌的侵染率没有显著作用,但可稳定AM真菌定植对丹参的促生效果,特别是对根的促生效果。AM+gr24条件下,供应硝酸钾和尿素有利于丹参生育前期生物量和养分积累,供应硫酸铵有利于丹参生育后期丹参酮类物质的积累。

关键词： gr24 氮磷丹参 AM真菌同位素丹参酮

独脚金内酯类似物gr24对山定子幼苗低氮胁迫的缓解作用

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应用生态学报 2023年第6期34卷 1592-1600页

作者：张鑫马迎杰齐边斌于波吕德国秦嗣军沈阳农业大学园艺学院/辽宁省果树品质发育与调控重点实验室沈阳110866 沈阳农业大学出版部沈阳110866

研究叶面喷施不同浓度独脚金内酯类似物gr24(0、1、5、10、20μmol·L^(-1))对低氮胁迫下山定子幼苗叶片光合生理特性及根系活性氧代谢和氮同化的影响,以期探索应用gr24缓解山定子幼苗低氮胁迫的适宜方法。结果表明:低氮胁迫下山定子幼... 详细信息

研究叶面喷施不同浓度独脚金内酯类似物gr24(0、1、5、10、20μmol·L^(-1))对低氮胁迫下山定子幼苗叶片光合生理特性及根系活性氧代谢和氮同化的影响,以期探索应用gr24缓解山定子幼苗低氮胁迫的适宜方法。结果表明:低氮胁迫下山定子幼苗地上部生物量显著降低,根冠比升高;叶片中叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量升高,光合活性降低;根系中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性变化不显著,但过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性及可溶性糖、游离脯氨酸和活性氧含量显著升高,可溶性蛋白含量显著降低;根系中硝酸根离子含量降低,铵根离子含量升高,硝酸还原酶和谷氨酸合成酶活性均降低。与不喷施gr24相比,低氮胁迫和正常供氮条件下叶面喷施10和20μmol·L^(-1)gr24处理都不同程度增加了山定子幼苗生物量和根冠比,提高了叶绿素含量,增强了净光合速率、蒸腾速率和气孔导度等光合参数,改善了PSⅡ最大光化学效率和单位面积电子传递量子产额等荧光特性,增加了根系渗透调节物质(可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸)含量,增强了根系谷氨酰胺合成酶活性;低氮胁迫下叶面喷施10和20μmol·L^(-1)gr24处理还显著降低了根系活性氧和铵根离子含量,提高了根系抗氧化酶、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶等氮代谢关键酶活性,增加了硝酸根离子含量。其中以10μmol·L^(-1)gr24处理对低氮胁迫下山定子幼苗的作用效果最好,在低氮土壤的果园有一定的应用前景。

关键词：山定子低氮胁迫独脚金内酯 gr24 光合特性活性氧代谢

gr24对Y系中间砧‘长富2号’苹果幼树分枝及内源植物激素含量的影响

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GR24对Y系中间砧‘长富2号’苹果幼树分枝及内源植物激素含量的影...

作者：刘凤山西农业大学

学位级别：硕士

苹果是我国重要的经济树种,提高产量是苹果生产的关键性目标,而分枝是决定果树株型和产量的关键性因素。近年来通过对植物多枝突变体的研究发现,独脚金内酯(SL)是植物分枝的重要调节因子。SL在部分物种中可以通过嫁接传递进而抑制植物... 详细信息

苹果是我国重要的经济树种,提高产量是苹果生产的关键性目标,而分枝是决定果树株型和产量的关键性因素。近年来通过对植物多枝突变体的研究发现,独脚金内酯(SL)是植物分枝的重要调节因子。SL在部分物种中可以通过嫁接传递进而抑制植物分枝。目前关于激素调控植物侧枝生长发育的研究主要集中在模式植物拟南芥、豌豆和水稻中,而在果树上的研究相对较少。为探究SL对不同Y系中间砧苹果幼树分枝的影响,本研究以Y系(Y-1,Y-3)中间砧‘长富2号’苹果幼树为试材,通过打顶及独脚金内酯类似物(gr24)、生长素极性运输抑制剂(NPA)等外源植物生长调节剂处理,比较分析不同处理植株分枝表型,腋芽、韧皮部、叶片等组织可溶性糖、植物内源激素等生理生化参数的差异,初步探明独脚金内醋调控Y-1和Y-3中间砧‘长富2号’苹果树体分枝的生理机制,为进一步通过栽培技术手段调控植株形态提供理论和实践依据。主要研究结果如下:1.打顶处理后,Y-1和Y-3中间砧‘长富2号’苹果幼树萌芽率均得到了显著提高。不同浓度gr24处理均可抑制Y系中间砧‘长富2号’苹果幼树腋芽萌发,以30 umol/L gr24抑制效果最显著。1mmol/L NPA处理亦可抑制腋芽的萌发,其与30 umol/L gr24共同作用产生的叠加效应对Y-1中间砧‘长富2号’苹果幼树腋芽萌发抑制效果最为明显。经打顶、打顶+30 umol/L gr24处理的Y-3中间砧‘长富2号’苹果幼树的成枝力高于Y-1中间砧苹果幼树。2.不同处理对Y系中间砧‘长富2号’苹果幼树不同组织内源植物激素含量的影响存在较大差异。叶片中:不同浓度gr24处理均可促进Y-1中间砧‘长富2号’苹果幼树叶片IAA和GA含量的增加,ZR以及ABA含量则降低;不同浓度gr24处理7 d后Y-3中间砧‘长富2号’苹果幼树叶片IAA、ABA和ZR含量均降低,处理后14 d促进Y-3中间砧‘长富2号’苹果幼树GA含量的增加;NPA处理和1 mmol/L NPA+30 umol/L gr24处理能促进Y-1中间砧‘长富2号’苹果幼树ZR含量的增加,却抑制Y-3中间砧‘长富2号’苹果幼树ZR含量的增加。韧皮中:不同浓度gr24处理后14 d抑制了Y-1中间砧‘长富2号’苹果幼树IAA和ZR含量的增加,处理后7 d能促进Y-1中间砧韧皮基部GA含量的增加;不同浓度gr24处理后能抑制Y-3中间砧‘长富2号’苹果幼树IAA含量的增加,促进韧皮中部和基部GA含量的增加,不同浓度gr24处理后14 d能抑制Y-3中间砧‘长富2号’苹果幼树韧皮中部和基部ZR含量的增加。腋芽中:不同浓度gr24处理能抑制Y-1中间砧‘长富2号’苹果幼树腋芽上部IAA、GA和ZR含量的增加,也能抑制腋芽中部GA和ZR含量的增加,打顶处理能增加腋芽上部GA和ZR含量的增加;不同浓度gr24处理能抑制Y-3中间砧‘长富2号’苹果幼树腋芽上部IAA和ZR含量的增加,能促进中部GA含量的增加,打顶处理能促进腋芽上部和中部GA及ZR含量的增加。综上,gr24可抑制Y系中间砧‘长富2号’苹果幼树的分枝,其抑制苹果分枝的效果与浓度有关,以30 umol/Lgr24抑制效果最为显著。高浓度NPA(1mmol/L)处理也能抑制Y系中间砧‘长富2号’苹果幼树腋芽的萌发。gr24处理影响不同组织内源激素含量来调节分枝。打顶处理可促进Y系中间砧‘长富2号’苹果幼树腋芽IAA含量的增加,不同浓度gr24处理可抑制Y系中间砧‘长富2号’苹果幼树腋芽ZR含量,因此,SL可能会影响CTK的合成与运输进而调控腋芽萌发。

关键词：苹果 Y系中间砧分枝 gr24 NPA 内源植物激素

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独脚金内酯生物学功能研究进展

山东农业科学 2022年第5期54卷 159-164页

作者：苏维娜臧家富山东师范大学山东济南250014 莒南县农业农村局山东莒南276600

独脚金内酯(strigolactone,SL)是类胡萝卜素衍生的小信号分子,被鉴定为一种新型植物激素,在调控植物地上和地下部构型及环境适应性的多个方面具有重要作用。SL如何发挥生物学功能以及如何与其它激素发挥协同或拮抗作用是植物领域的重要... 详细信息

独脚金内酯(strigolactone,SL)是类胡萝卜素衍生的小信号分子,被鉴定为一种新型植物激素,在调控植物地上和地下部构型及环境适应性的多个方面具有重要作用。SL如何发挥生物学功能以及如何与其它激素发挥协同或拮抗作用是植物领域的重要科学问题。本文就SL的合成、信号转导和在非生物胁迫中的作用进行综述,并进一步对SL与其它植物激素间的交互关系及其机理进行阐述,最后对SL在农业可持续发展中的潜在应用价值和未来可能的研究方向进行总结和展望。

关键词：独脚金内酯植物激素非生物胁迫 gr24

独脚金内酯对干旱胁迫下紫花苜蓿生长特性的影响及机制研究

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独脚金内酯对干旱胁迫下紫花苜蓿生长特性的影响及机制研究

作者：杨雨薇扬州大学

学位级别：硕士

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一种品质优良的豆科牧草,其含有丰富的营养成分、叶片中蛋白质含量高且适口性较好,种植主要分布在西北、华北地区,由于其生长周期中需水量较大,而我国农用土地中大部分处于干旱和半干旱地区,所以紫花苜... 详细信息

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一种品质优良的豆科牧草,其含有丰富的营养成分、叶片中蛋白质含量高且适口性较好,种植主要分布在西北、华北地区,由于其生长周期中需水量较大,而我国农用土地中大部分处于干旱和半干旱地区,所以紫花苜蓿的种植受到一定程度的限制。本文选用紫花苜蓿作为试验材料,利用PEG-6000模拟干旱环境,分别采用沙培法和水培法探究喷施独脚金内酯对干旱胁迫下紫花苜蓿生长和生理指标及相关分子机制的影响。本文主要的研究结果如下:1.添加不同浓度的人工合成类似物gr24对紫花苜蓿生长影响并不一致。其主要表现为:与对照组相比,添加0.1 μM的gr24提高紫花苜蓿株高、根长及根茎叶的鲜重。与干旱胁迫处理组相比,尤其是0.1 μM的gr24处理使得根长和叶片鲜重分别显著增加36.7%和66.7%。不同浓度的gr24均可缓解干旱胁迫对紫花苜蓿叶绿素含量的降解作用。浓度为0.01 μM和0.1 μM的gr24显著性提高紫花苜蓿叶片和根系中渗透调节物质含量,1 μM浓度的gr24降低叶片中可溶性蛋白含量。不同浓度的gr24均降低干旱胁迫下叶片的相对电导率和丙二醛含量,缓解干旱胁迫对细胞膜透性造成的损伤。不同浓度的gr24使得干旱胁迫下紫花苜蓿叶片和根系中的抗氧化酶活性与干旱处理组相比显著性增强,其中添加0.1 μM的gr24后,叶片和根系中抗氧化酶活性增强幅度最大,叶片中POD和CAT的活性分别提高26.1%和27.6%。2.选择浓度为0.1 μM的gr24喷施后的紫花苜蓿叶片作为材料进行转录组学高通量测序分析,有72个差异表达基因均出现在不同处理组比较组中。在干旱胁迫处理组和干旱胁迫下添加gr24处理组比较中,富集的KEGG差异通路主要是植物激素信号转导通路,GO功能富集数量最多的是转录调节活性和DNA结合转录因子活性。利用qRT-PCR对挑选出的24个差异基因进行验证发现,差异基因主要富集在ABA信号通路,该通路主要富集PYL/PYR和PP2C基因家族。gr24可能主要是通过诱导ABA信号途径调控气孔关闭减少水分蒸发从而减轻干旱胁迫造成的损害。3.利用JIP试验分析gr24缓解干旱胁迫下紫花苜蓿叶片光合作用的机理,研究结果表明在干旱胁迫条件下通过喷施gr24可以提高叶绿素a荧光OJIP瞬态曲线,具体表现为:在干旱胁迫条件下添加gr24可以紫花苜蓿叶片的初始荧光(Fo)、J点的荧光强度(Fj)、i点的荧光强度(Fi)和最大荧光(Fm)值,除此之外,gr24还显著提高量子产量和效率、降低比能量通量,并提高PiBS和PItotal的值。利用qRT-PCR对与光合作用有关的7个基因表达量进行测定,发现喷施gr24后,光合作用和细胞色素合成相关基因表达量均上调。4.水培法种植材料后通过代谢组学分析鉴定干旱条件下gr24喷施叶片后紫花苜蓿根系分泌物中的代谢产物。干旱胁迫处理组和干旱胁迫下添加gr24处理组中,共有富集在12个差异代谢通路上的14种差异代谢物。其中有5种代谢物的含量在gr24喷施后下调,9种代谢物产量上调。gr24可以通过加强三羧酸循环和戊糖磷酸途径改善植物根系的呼吸作用,提高迷迭香酸含量增强根系的抗氧化酶活性清除过量活性氧,进而缓解干旱胁迫对植物造成的损伤。综上所述,干旱胁迫对紫花苜蓿植株的生长和生理均造成损伤,而添加0.1 μM的gr24可以通过增强叶片的光合作用能力,调控气孔关闭减少水分蒸发缓解干旱胁迫造成的损伤。除此之外,0.1 μM的gr24喷施可以通过增强根系呼吸和清除过量活性氧提高根系的活力。该结论为利用gr24提高紫花苜蓿的抗旱性提供理论参考依据。

关键词：紫花苜蓿干旱胁迫 gr24 转录组根系分泌物

一种新型独脚金内酯受体激动剂的筛选与功能验证

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一种新型独脚金内酯受体激动剂的筛选与功能验证

作者：伍玲湖南大学

学位级别：硕士

独脚金内酯(strigolactone,SL)是一类重要的新型植物激素,它能够参与植物分枝以及侧芽生长等多种发育过程、作为根际信号分子调控微生物环境刺激根际寄生杂草种子萌发以及促进丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与寄主植... 详细信息

独脚金内酯(strigolactone,SL)是一类重要的新型植物激素,它能够参与植物分枝以及侧芽生长等多种发育过程、作为根际信号分子调控微生物环境刺激根际寄生杂草种子萌发以及促进丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与寄主植物共生等具有多种重要的生物学功能。通过外源添加SL可以调控植物发育、防治寄生杂草以及改善植物根际微生态环境,因此SL在农业生产领域上具有十分广阔的应用前景。天然SL由于植物体内含量低、合成路径复杂以及合成成本太高等问题,不适用于生产。目前,关于SL类似物的合成研究,主要是基于天然SL的结构进行改造并高通量筛选的方式,仍未能解决合成难度大及稳定性差的问题。基于蛋白靶标的三维结构,利用分子设计手段能有效提高目标分子的靶向性及新先导发现的效率。因此,基于SL受体蛋白结构,开展新型SL受体激动剂的新先导物发现并进行先导优化,以助于开发高活性新型SL类似物。本文是基于水稻SL受体Os D14与人工合成类似物gr24复合体的晶体结构,在保留关键氢键相互作用下,用稳定的芳氧键代替不稳定的烯醇醚键,提出新的SL类似物结构,并以此构建分子库,然后以SL受体为靶标进行计算机辅助的分子设计。前期已初步发现依此设计的先导化合物GX03、GX05、GX06、GX07、GX09具有与Os D14结合的能力。因此,本文对这些先导化合物进行了功能验证,通过下胚轴抑制实验筛选了最高活性的先导化合物GX03。然后,对GX03先导化合物进行结构优化,获得系列靶标化合物后,通过功能验证确定这些靶标分子的活性。本文取得的主要成果如下:(1)以GX03为先导化合物,gx系列结构优化后小分子具有与SL同样的功能活性。通过下胚轴抑制实验对先导化合物进行活性评估发现,1μM GX03具有最强的生物活性,其对拟南芥下胚轴伸长的抑制作用最明显,其活性与gr24相当。以GX03为先导化合物,对其进行结构优化获得gx系列化合物gx01-09、gx12-14、gx20-21,利用下胚轴抑制实验进行活性检测,发现大部分gx系列化合物具有抑制下胚轴伸长的作用,其中gx04活性最高,活性优于gr24。探究gx系列化合物发现其抑制下胚轴是依赖SL和Karrikin信号通路的。目标化合物的生物学功能探究,发现gx01、gx03、gx04显著抑制max3突变体的莲座叶分枝,且gx04活性显著优于gr24,而d14突变体对化合物不敏感,因此此类目标化合物通过D14抑制植物分枝;而对植物地下部分可以发现,gx01、gx03、gx04显著促进拟南芥根毛伸长,且gx01的活性优于gr24,且gx01促进根毛伸长依赖于MAX2。(2)通过酵母双杂交实验,发现gx01、gx03-05、gx07-09能有效促进At D14与MAX2、SMXL7,Sh HTL7与Sh MAX2的蛋白互作。其中gx01能够特异性的促进At D14与MAX2/SMXL7的互作;gx01、gx03、gx04能促进拟南芥、水稻、苜蓿等植物SL受体蛋白D14与其蛋白相互作用,具有一定的广谱性。(3)通过HPLC对目标化合物gx01、gx03、gx04的进行稳定性评估,发现当溶剂为甲醇或乙醇时,目标化合物的稳定性显著高于gr24;当乙醇为溶剂时,发现在不同p H体系中,gx01、gx03、gx04的稳定性都显著高于gr24,其中gx01的稳定性最好。(4)目标化合物gx01、gx03、gx04处理野生型Col-0后,DLK2表达量明显上调,目标小分子具有促进SL响应基因表达的作用;在max2与htl3 d14突变体中,DLK2的不响应目标化合物。质谱鉴定发现目标化合物的D环与At D14的H247共价修饰,结果表明,gr24与目标化合物被水解成相同的D环衍生的中间体密封在D3结合的At D14内。通过YLG水解实验发现gx01、gx04与At D14的竞争性结合能力比gr24强,且gx04的结合能力最强;gx03与At D14的结合能力不如gr24。综上,利用设计的新的SL类似物结构作为先导化合物GX03、GX05、GX06、GX07、GX09,通过下胚轴抑制实验筛选出活性最高的GX03,以此为先导基础构造出gx系列化合物gx01-9、gx12-14、gx20-21,再通过下胚轴抑制实验与酵母双杂交实验筛选出其具备与gr24活性相当的化合物。以gx01、gx03、gx04目标化合物作为SLs受体激动剂的候选物,通过HPLC测定gx01、gx03、gx04目标化合物的稳定性,发现其稳定性优于gr24;因此目标化合物gx01、gx03、gx04与gr24相比,具有更稳定,活性更强等特点;然后,通过分别验证目标化合物gx01、gx03、gx04在拟南芥中发挥了SLs及其类似物gr24的生物学功能,再通过基因响应、MS以及YLG揭示了高活性化合物与靶标

关键词： SL gr24 SL受体激动剂

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独脚金内酯类似物gr24的合成

暨南大学学报（自然科学与医学版） 2015年第5期36卷 374-377页

作者：郭嘉亮韩雨水刘康佳孙平华暨南大学药学院广东广州510632

目的：研究一种高效、高收率的独脚金内酯类似物 gr24的合成方法．方法：以苯甲醛和琥珀酸二甲酯为原料，经过7步反应，合成最终产物 gr24．结果：gr24总收率36.4％，每个单元反应收率60.8％～98％．产物及中间体，经1 H NMR、13 C NMR... 详细信息

目的：研究一种高效、高收率的独脚金内酯类似物 gr24的合成方法．方法：以苯甲醛和琥珀酸二甲酯为原料，经过7步反应，合成最终产物 gr24．结果：gr24总收率36.4％，每个单元反应收率60.8％～98％．产物及中间体，经1 H NMR、13 C NMR、ESI-MS 等表征确证．结论：该路线反应条件温和友好，而且绿色环保．

关键词：独脚金内酯 gr24 合成工艺优化

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外源gr24对一串红生长发育的影响

江苏农业科学 2015年第2期43卷 164-167页

作者：王玫陈洪伟刘克锋北京农学院园林学院北京102206 北京农学院城乡发展学院北京102206

以一串红品种彩铃红和自选品系35(BN35)为试材,研究外源独脚金内酯类似物gr24对侧芽萌发后彩铃红和BN35生长发育的影响。结果表明,外施gr24对一串红彩铃红的株高和节间长有促进作用,且浓度越大,促进作用越明显,对侧枝的伸长有抑制作用,... 详细信息

以一串红品种彩铃红和自选品系35(BN35)为试材,研究外源独脚金内酯类似物gr24对侧芽萌发后彩铃红和BN35生长发育的影响。结果表明,外施gr24对一串红彩铃红的株高和节间长有促进作用,且浓度越大,促进作用越明显,对侧枝的伸长有抑制作用,且浓度越大,抑制作用越明显;而外施gr24对BN35株高、节间长和侧枝长的影响与对照相比均无明显差异。

关键词：一串红独脚金内酯 gr24 多分枝株高节间长侧枝长

独脚金内酯类似物gr24对绿竹幼苗生长和叶片衰老的影响

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独脚金内酯类似物GR24对绿竹幼苗生长和叶片衰老的影响

作者：田蔓青浙江农林大学

学位级别：硕士

绿竹(Bambusa oldhamii McClure)是笋材两用竹,具有很高的经济价值。降低植物激素独脚金内酯(Strigolactone,SL)对绿竹笋芽萌发与生长的抑制作用可提高绿竹笋与竹材的产量。本研究首先发现高浓度独脚金内酯类似物gr24可持续显著抑制绿... 详细信息

绿竹(Bambusa oldhamii McClure)是笋材两用竹,具有很高的经济价值。降低植物激素独脚金内酯(Strigolactone,SL)对绿竹笋芽萌发与生长的抑制作用可提高绿竹笋与竹材的产量。本研究首先发现高浓度独脚金内酯类似物gr24可持续显著抑制绿竹幼苗生长并引起叶片衰老;再通过芽转录组数据分析分子机理,发现绿竹中存在独脚金内酯合成与感知相关基因,且gr24处理后独脚金内酯感知基因与叶片衰老相关基因表达量上调。gr24还影响了芽的糖代谢通路,暗示了独脚金内酯与糖之间的潜在联系;通过绿竹离体叶片衰老实验证实了糖可抑制独脚金内酯促进叶片衰老的作用。表明糖可拮抗独脚金内酯的生物功能。为进一步研究糖与独脚金内酯互作对笋芽生长的影响提供参考。本研究具体结果如下:(1)gr24能显著抑制绿竹幼苗侧枝的萌发、伸长和增粗,只有高浓度的gr24(5μM)对绿竹生长的抑制效果得以持续,并诱导叶片衰老。(2)gr24处理6 h后绿竹芽中的基因表达发生了显著变化,将转录组数据进行KEGG分析后发现gr24处理对绿竹芽中代谢通路影响显著,尤其是糖代谢通路。对相关基因表达情况进一步分析发现:gr24促进了独脚金内酯感知相关D14和MAX2同源基因的表达,并且使与叶片衰老相关的EIN3和ARF2同源基因表达量上调显著。糖的运输与合成相关基因表达也发生了明显变化。(3)通过对成熟的绿竹叶片进一步研究,发现添加外源糖能显著抑制黑暗下gr24导致的叶片衰老,表明在绿竹独脚金内酯的作用受糖抑制。

关键词：独脚金内酯(SL) 绿竹(Bambusa oldhamii) gr24 生长抑制叶片衰老