远红光通过激素信号调控番茄侧枝发育的机制研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:muniao090908
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
在农业生产的发展历程中,园艺作物的栽培由原先的露地栽培转向了设施栽培,可以通过各类环境调控影响园艺作物的生长发育,进而调控园艺作物的产量及品质。其中,光环境调控是最重要的环境调控手段。不同比例的红光/远红光可以调控园艺作物的分枝,进而改变其株型,影响最终的产量及品质。番茄(Solanum lycopersicum)作为我国栽培面积最大的设施蔬菜之一,有重要的经济价值,也是园艺作物研究中重要的模式植物之一,因此研究光环境调控对于番茄分枝的影响,以获得更多产量及更好品质的番茄理想株型具有十分重要的意义。生长素、细胞分裂素(Cytokinins,CKs)、独脚金内酯(Strigolactones,SLs)和油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)都是调控分枝的重要激素,在低比例红光/远红光(Low R/FR)的光质环境中,其会对调控分枝的相关内源激素产生显著影响,但在番茄中因远红光处理带来的各类激素的具体变化及互作调控机制尚不明确。本研究将番茄作为实验材料,以远红光处理为主要手段,明确了番茄生长素、细胞分裂素、独脚金内酯和油菜素内酯相关基因表达和含量的变化规律;利用CRISPR/Cas9基因编辑技术及植物组织培养技术得到的独脚金内酯合成突变体ccd7和ccd8为实验材料,通过远红光处理、外源NAA处理、去顶处理、外源6-BA处理等手段,明确了远红光信号下生长素、独脚金内酯、细胞分裂素之间的互作关系;以油菜素内酯合成基因过表达DWF:OX为实验材料,以远红光处理为主要手段,并对野生型材料辅以外源蔗糖处理、去顶处理及外源6-BA处理明确了油菜素内酯在远红光信号调控番茄侧芽生长中的重要作用,主要研究结果如下:1.明确了远红光信号下番茄内源激素的变化规律。对番茄野生型材料Moneymaker进行远红光处理并与光敏色素B突变体phyb1b2进行比较,发现远红光信号极大抑制番茄的侧芽生长,且顶芽中生长素含量及合成基因FZY1表达显著提高,茎中独脚金内酯合成基因CCD7、CCD8、MAX1表达也明显上调,证明了远红光信号能显著提高番茄的顶端优势,促进了生长素和独脚金内酯的生物合成;同时,远红光信号显著下调了茎中细胞分裂素合成IPTs&LOGs及响应基因RRs的表达,含量也明显下降,表明了远红光信号抑制了番茄细胞分裂素的合成及响应;此外,远红光信号对于油菜素内酯的抑制也与细胞分裂素类似,茎中油菜素内酯合成基因CPD、DWARF4、DET2、CYP85A1均显著下调,其含量也明显下降,表明远红光信号抑制了番茄油菜素内酯的合成。2.明确了独脚金内酯合成基因的缺失并不能阻断远红光对顶端优势的增强作用。对独脚金内酯合成突变体ccd7和ccd8进行远红光处理,发现远红光处理后ccd7、ccd8突变体的侧芽生长均与野生型一样受到抑制,且顶芽中生长素含量及合成基因FZY1表达均上调,表明生长素信号的增强进而加强顶端优势是远红光抑制侧枝发育的重要原因;当用外源NAA处理ccd7和ccd8突变体时,发现与远红光处理相一致,其中细胞分裂素含量及合成基因IPT1、IPT2表达均明显下调,表明生长素可直接抑制细胞分裂素的合成,远红光信号可通过负调控细胞分裂素抑制番茄独脚金内酯缺失突变体的侧枝发生,独脚金内酯合成基因的缺失并不能阻断远红光对顶端优势的增强作用。3.明确了细胞分裂素是远红光下番茄侧枝活化生长的关键信号。对番茄进行远红光下去顶处理和外源蔗糖处理,发现两种处理都对侧芽生长具有促进作用,且茎中细胞分裂素均明显上调,表明细胞分裂素的下降可能是远红光信号抑制番茄侧枝生长的重要原因;对独脚金内酯合成突变体ccd7和ccd8进行远红光下外源6-BA处理,发现其原本受远红光抑制的侧芽恢复生长,且其侧芽生长的效应比野生型更加显著,进一步表明了细胞分裂素是远红光下番茄侧枝活化生长的关键信号。4.明确了油菜素内酯受抑制是远红光信号抑制番茄侧枝生长的重要原因。对番茄油菜素内酯过表达材料DWF:OX进行远红光处理,发现远红光并不能像抑制野生型一样抑制过表达材料的侧芽生长,表明油菜素内酯对于番茄侧枝生长具有重要作用,远红光信号极可能通过抑制油菜素内酯负调控番茄侧枝生长;对番茄进行远红光下去顶处理和外源蔗糖处理,发现其大部分内源油菜素内酯含量和合成基因表达相比远红光处理明显上调,进一步证明油菜素内酯受到抑制是远红光信号抑制番茄侧枝生长的重要原因;在远红光下对番茄独脚金内酯合成突变体进行外源6-BA处理,其油菜素内酯含量及合成基因表达与远红光处理相比明显上调,进一步证明细胞分裂素对于油菜素内酯的正向调节作用,表明远红光信号对细胞分裂素和油菜素内酯的抑制是造成侧枝生长减少的重要原因。
其他文献
精子活力是评估精液质量的重要指标之一,也是评估家禽繁殖性能的重要指标。目前在畜禽生产中对雄性繁殖性能的研究主要集中于哺乳动物中,在家禽中主要在鸡中有研究,关于鸽子繁殖性能的研究较少,尤其对非编码RNA的研究更为缺乏。精子活力性状有较高的遗传力,但是关于其分子调控机制还不清楚。为了探讨家禽精子活力的分子调控机制,本研究以家鸽为研究对象,比较其精子活力和受精蛋孵化率等指标并建立高、低精子活力样本组利用
凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的关键环节,有机碳矿化为二氧化碳的过程是全球碳循环的中心环节,它在很大程度上受到凋落物分解的控制。近几十年来,由于商业砍伐、城市化和农业开发等人为活动的影响,全球范围内的森林受到了不同程度的破坏,约70%的森林已处于生境片段化状态。迄今关于生境片段化效应的研究大多聚焦于对生物多样性的影响,缺乏对生态系统功能特别是凋落物分解过程的研究。为此,研究并深入了解片
认知写作是有助于思考、学习和研究的写作,是一种外向型的探索知识、认知社会、解决问题型的写作形态,不同于我国传统中小学的写作教学形态。统编版语文教材写作的编写,在继承传统真情实感类写作的基础上,彰显了鲜明的认知写作取向,呈现了丰富的认知写作形式。研究发现:梳理教材中丰富的认知写作形式,可以更准确地关注到教材中新的写作教学内容;揭示认知写作教学的价值取向,可以更好地理解认知写作的本质和价值。有效实施认
目前人们对畜禽产品的安全性问题日益关注,益生菌以其绿色无残留的特点受到广泛关注,而丁酸梭菌作为益生菌的一种,也有广泛应用,并且具有耐受性强、安全性高的优点。为进一步探究丁酸梭菌对肉鸡的作用效果,以1~55日龄的三黄肉鸡为研究对象。选用1日龄快大型三黄肉鸡600羽,随机分为5组,每组5个重复,每个重复24羽,分为对照组和四个试验组,对照组饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中分别按125、250、500和
单性结实(Parthenocarpy)是指不经过受精就能发育成果实的现象,且所得到的果实通常无籽,是一项重要的农艺性状。梨树作为我国重要温带果树,在全国各地广泛栽培。但大部分梨树具有自交不亲和性,在生产中需要配置授粉树或者采用人工授粉的方式来保证其产量;其次,梨树开花较早,易遭受春季寒潮影响,导致授粉不良。前人研究表明,外源植物激素或者植物生长调节剂处理能够有效诱导梨单性结实。但是单一施用植物激素
为研究国兰种质资源的遗传多样性与亲缘关系,提高杂交育种效率,本研究基于蕙兰的转录组序列和MADS-box基因开发了新的分子标记,并将其应用于种质资源分析和鉴定。主要研究结果如下:1.蕙兰转录组SSR信息分析与SSR标记建立。在蕙兰的转录组序列中,共搜索到SSR位点9473个,这些SSR分布于8860条Unigene序列中。二核苷酸重复是最多的SSR类型,占SSR总数的62.15%。共设计了68对S
铁是动物所必须的微量元素,目前主要以硫酸亚铁,甘氨酸铁等形式补充到动物饲料中,而这些铁源在实际应用中都存在一定的问题。本试验以京白蛋鸡为研究对象,旨在探讨一种新型有机铁源--氨基酸铁络合物(IAC)对蛋鸡生产性能、蛋品质、血清生化等的影响,并通过比较同等剂量不同铁源铁代谢关键蛋白基因表达差异,以及高剂量IAC对生产性能、蛋品质、血常规、血清生化、免疫指标以及组织病理等的影响,以评价IAC在蛋鸡日粮
抗生素在饲料中的大量使用已经导致耐药性产生,影响生猪养殖产业的绿色健康发展。仔猪断奶阶段是消化道最为敏感的时期,既往主要依赖抗生素维持肠道健康和防止腹泻,在饲料全面禁抗情况下,抗生素替代物开发尤为重要。本研究通过橄榄提取物与抗生素添加的日粮作为对比,并以LPS作为致敏物,来评价橄榄提取物对断奶仔猪生长性能、抗氧化和抗炎能力以及肠道健康和肠道菌群的作用效果,为橄榄提取物替代抗生素的开发和应用提供技术
梨是主要的多年生温带落叶果树,在我国的种植面积和产量仅次于柑橘和苹果,为第三大果树。长期以来,梨缺少稳定的遗传转化体系,严重阻碍了梨功能基因的挖掘。通过诱导梨愈伤组织,在愈伤组织中进行农杆菌转化则相对容易一些,并能够对一些基因进行可信度较高且快速的功能验证。本研究的目的是在‘茄梨’愈伤组织中建立CRISPR/Cas9基因编辑体系和ChIP-Seq体系,从而为梨的功能基因组学和分子育种研究提供技术基
涩柿果实在生长发育过程中不断积累单宁,导致果实成熟后仍具涩味。高浓度CO2被证明是脱涩最有效的方法,然而,该处理在不同品种间呈现不同效果,其内在的分子机制仍不明晰。柿(Diospyro kaki Thunb.)果实涩味主要由可溶性单宁引起,而高浓度CO2被证明通过诱导乙醛代谢,促使乙醛结合可溶性单宁,进而实现脱涩。为进一步探究脱涩分子机制,本研究从果实内源乙醛代谢入手,研究‘老皮革’(‘Laopi