苹果属部分Dw基因资源的矮生性与内外源激素的关系研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liweimin90
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本试验以“扎矮山定子”(MalusbaccataBorkh.)后代中分离的矮生型(D)与普通型(A)种子的组培苗与实生苗为试材,主要从Dw基因植株对不同浓度的GA3、KT、BR、ABA等激素处理的反应来研究其激素敏感性,并测量了不同类型实生苗的内源激素含量,在此基础上研究了Ca2+-CaM在“扎矮山定子”矮生型实生苗对GA3响应中的作用。根据以上试验结果推断“扎矮山定子”的激素突变体类型,从而进一步揭示“扎矮山定子”及其矮生型后代的矮生机理。获得如下结果: 1.“扎矮山定子”矮生型后代的组培苗对外源KT在促进生长上的最适浓度为5mg/L;而矮生型实生苗对KT反应的生长最适浓度为1~5mg/L。总体来说,矮生型植株与普通型植株对KT的反应基本一致,即对KT不敏感。同样矮生型种子组培苗和矮生型实生苗对BR与ABA的反应,与普通型植株对两种激素的反应基本一致,均属不敏感型。2.在幼龄叶片中,矮生型实生苗的GA3含量为328.09ng·g-1·FW,普通型植株为666.75ng·g-1·FW,后者比前者高103.22%。同期回复体植株叶片中GA3含量达到1005.42ng·g-1·FW,分别比矮生型植株和普通型植株的高206.45%和50.79%。5年生矮生型实生苗叶片中内源GA3的含量(586.87ng·g-1·FW)是5年生普通型植株(835.79ng·g-1·FW)的70.4%,GA3含量显著减少。当每盆矮生型实生苗施用16mgGA3(GA-4处理)时,新梢生长量达到10.44cm,与A类苗对照植株的11.05cm的生长量接近,有恢复野生型的趋势,符合矮生突变体对激素具有敏感性的概念。因此可以初步推测“扎矮山定子”属于赤霉素敏感型突变体,即赤霉素缺失型突变体。 3.施加10mg/LGA3处理的矮生型实生苗叶片中内源GA3含量明显增加,而普通型植株的内源GA3含量明显减少。说明矮生型植株体内缺少GA3并对外源GA3处理较为敏感。本研究首次发现矮生型实生苗叶片的CaM含量明显比普通型植株的高。在喷施5mmol/LCaCl2+10mg/LGA3处理后,矮生型植株叶片的内源GA3含量变为对照的17.94%,普通型植株的内源GA3含量变为对照的20.56%。相反,加入5mmol/LEGTA+10mg/LGA3后GA3含量有较大提高,说明“扎矮山定子”矮生型实生苗体内的Ca2+-CaM在GA3的信号转导中能正常发挥作用。因此,“扎矮山定子”不属于GA3应答型突变体。 4.在幼龄叶片中,矮生型实生苗的ZR含量比普通型植株高47.95%。矮生型植株幼叶中的ZR/GA3含量比值是普通型的3倍左右。ZR具有解除顶端优势,促进侧芽萌发,提高叶绿素含量,使植株横向生长的作用,这与“扎矮山定子”及其矮生型后代的表型较为相似。 5.矮生型实生苗叶片的IAA含量比普通型和回复体植株的分别低27.42%和22.36%,矮生型实生苗的ABA含量比普通型和回复体的分别高116.73%和146.28%。矮生型植株的ABA与IAA的含量比值比回复体和普通型植株的高约200%,这与矮生型植株IAA氧化酶活性较高相吻合,因为高含量ABA可以提高IAA氧化酶的活性。 6.与ZR/GA3,ABA/IAA两个指标相比,(ZR+ABA)/(GA3+IAA)更能全面反映本试验中矮生型实生苗体内激素间的相互作用。在幼叶中,矮生型植株的(ZR+ABA)/(GA3+IAA)的比值分别是普通型与回复体植株的2.96和2.66倍。(ZR+ABA)/(GA3+IAA)比值的巨大差异是“扎矮山定子”后代矮生型植株与普通型植株产生表型变异在激素水平上的根本原因。 7.“扎矮山定子”及其矮生型后代的矮生机理可能是:低含量的GA3只能较弱地抑制IAA氧化酶活性,而高含量ABA可以提高IAA氧化酶的活性。这两者相互作用使IAA含量降低,且梯度分布不均。高含量的CTK能抑制叶片的细胞凋亡,推迟叶片衰老;并能促进导管凋亡,且在IAA含量较低的情况下,使导管分化不完全。四种激素的相互作用导致“扎矮山定子”的矮生后代矮生且横向生长明显。
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