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： 独脚金内酯调控黄瓜侧枝发育的机制研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 独脚金内酯调控黄瓜侧枝发育的机制研究/.苏甜著/.张应华,许俊强指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.07 |
| 载体形态项： | 77页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 园林园艺学院, 学号2020210190 |
| 提要文摘： | 黄瓜是一种蔓生性作物，侧枝的生长发育，影响植株的营养及群体光合作用， 进而对其产量、品质及病虫发生都有重要影响。生长素(Indole-3-acetic acid, IAA)、 独脚金内酯(Strigolactones，SL)和细胞分裂素(Cytpkinin, CTK)三者在调控黄瓜侧 枝生长的过程中存在相互作用。为了探究 SL 对黄瓜侧枝形成的影响以及 IAA、 CTK、SL 三者对侧枝形成及生长的影响，本研究采用外源独脚金内酯(GR24)涂 抹黄瓜植株叶腋部位，检测涂抹后黄瓜侧枝生长情况、植株株高、茎粗、节间长、 叶绿素含量、叶片大小及生物量；测定处理 12h 后黄瓜侧枝生长相关基因的表达 和激素含量；研究克隆了 5 个侧枝生长相关基因，检测包括侧枝生长发育相关的 转录因子 CsLFY、CsLs、CsBlind 等基因在不同组织的表达量，通过双分子荧光 互补验证这些蛋白在调控黄瓜侧枝发育的互作关系。研究为人工调控黄瓜侧枝生 长，构建良好株型，进而提高黄瓜产量和品质奠定基础，同时也为黄瓜种质创新、 培育新的优质品种提供依据。研究的主要内容及取得成果如下： 1、GR24 处理对抑制黄瓜侧枝生长的效果。在黄瓜叶腋部位涂抹 GR24，浓 度分别为 1 μmol/L、5 μmol/L、10 μmol/L，清水处理为对照(CK)。结果表明：1 μmol/L、10 μmol/L 处理的低节位侧枝抑制率都超过了 95%，与 CK 效果差异显 著；而 5 μmol/L 处理的黄瓜侧枝伸长情况与 CK 无显著差异。1 μmol/L GR24 可 以促进包括株高、茎粗、节间长、叶绿素、叶片大小和生物量在内的黄瓜的生长 发育。总体而言，以 1 μmol/L 处理对黄瓜侧枝的抑制效果最佳。 2、GR24 处理对激素含量和相关基因表达的影响。测定不同浓度 GR24 处理 后不同部位的激素含量，IAA 在顶芽和叶腋部位的含量下降而在茎中的含量上 升；CTK 在根中和叶腋处的含量下降，但 5 μmol/L 处理在叶腋中的 CTK 含量上 升；SL 在根中的含量下降而在叶腋部位上升。qRT-PCR 检测表明，不同浓度处 理下不同基因在不同部位中有不同的变化趋势。CsLS、CsBlind 是两个侧枝生长 正调控基因，高浓度 GR24 (10 μmol/L)处理，表达水平显著下调；CsBRC1 是负 调控基因，低浓度 GR24 (1 μmol/L)处理即可显著提高表达量；叶腋部位中 IAA 运输基因 CsPIN1 经过 GR24 处理后极显著的下调，为 CK 的 0.53-0.77 倍；CsPIN5 和 CsLFY 基因可能不受 GR24 的调控。CTK 合成基因 CsIPT1 在 1 μmol/L 和 10 μmol/L 处理下根部表达水平增加，在叶腋部位 1 μmol/L 处理下表达水平提高， 推测 GR24 可能抑制了 CTK 其他合成基因的表达，而 CsORR9 除了在叶片中在其他部位表达水平都高于 CK；SL 合成基因 CsD27 在根部水平上升，在叶腋中 随 GR24 浓度升高表达水平也上调。 3、基因克隆及生物信息学分析。克隆黄瓜生长素运输基因 CsPIN5，细胞分 裂素合成基因和信号传导基因 CsIPT1、CsORR9，独脚金内酯合成基因 CsD27， 黄瓜侧枝转录因子 CsBRC1，并运用生物信息学软件对这 5 个基因进行分析，结 果表明这 5 个基因 CDS 序列的大小在 680-1116bp 之间，编码 226-386aa，分子 量为 25.95-40.37KD，理论等电点在 5.13-9.17 之间；磷酸化位点在 18-76 个之间； 除了 CsORR9 外都含有 1 个保守结构域，其中 CsPIN5 含有 Mem trans 结构域， CsIPT1 含有 P-loop- NTPase 结构域，CsBRC1 含有 TCP 结构域，CsD27 含有 DUF 4033 结构域；均无信号肽；CsPIN5 和 CsIPT1 分别含有 9 个和 1 个跨膜域，其 余蛋白无跨膜域；CsPIN5 属于疏水性蛋白而其余蛋白均为亲水性蛋白；亚细胞 定位预测 CsPIN5 定位在细胞膜上，CsIPT1 定位在叶绿体、线粒体、细胞核中， CsORR9 定位在细胞膜中，CsD27 定位在叶绿体中，而 CsBRC1 定位在细胞核中。 通过二级结构和三级结构分析发现这 5 个蛋白均含有 α-螺旋、β-转角、延伸链、 无规则卷曲；系统发育进化树表明 CsBRC1、CsPIN5、CsIPT1 与甜瓜的亲缘关 系最近，CsD27 与苦瓜亲缘关系最近，CsORR9 与冬瓜和西葫芦亲缘关系最近， 也许这些基因在亲缘关系近的物种里有着类似的功能。 4、双分子荧光互补验证蛋白之间互作关系。构建双分子荧光互补载体，通 过双分子荧光互补技术验证黄瓜侧枝调控关键蛋白的互作关系。结果表明： CsBRC1 蛋白能与 CsD27、CsPIN5、CsIPT1、CsORR9 在细胞核中发出荧光，CsD27 蛋白与 CsIPT1、CsORR9 蛋白也在细胞核中发出荧光，而 CsD27 蛋白与 CsPIN5 蛋白和阴性对照没有荧光，说明 CsBRC1 蛋白能与 CsD27、CsPIN5、CsIPT1、 CsORR9，CsD27 蛋白与 CsIPT1、CsORR9 蛋白之间均存在互作情况，而 CsD27 蛋白与 CsPIN5 蛋白没有互作。 5、qRT-PCR 检测侧枝发育相关基因在不同组织的表达量。qRT-PCR 检测黄 瓜 8 个侧枝调控关键基因在根、茎、叶、叶腋、侧芽、顶芽中的表达水平，其中， CsBRC1 在侧芽中特异性表达，CsPIN5 在叶中高表达，其余基因在侧芽和叶腋 中有极高的表达水平，说明这些基因可能在黄瓜的这些部位发挥作用。综上所述，GR24 诱导 CsBRC1 在叶腋部位的表达，促进 IAA 在顶芽的极性运输而阻止了侧芽的极性生长素运输，减少 CTK 在根部的含量和叶腋中的含量， 且增加叶腋部位 SL 的含量进而抑制黄瓜侧枝生长。但不同部位不同浓度的作用 是个复杂的关系，这可能与黄瓜不同部位对 GR24 敏感性不同有关，以 1μmol/L 的效果最好 |
| 并列题名： | Mechanism of Strigolactones on Regulation of Lateral Branch Development in Cucumis sativus L. |
| 题名主题： | 黄瓜 侧枝 独脚金内酯 细胞分裂素 生长素 学位论文 |
| 中图分类： | S642.2-533 |
| 个人名称等同： | 苏甜 著 |
| 个人名称次要： | 张应华 指导 |
| 个人名称次要： | 许俊强 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |