外源活性氧对烟草花芽分化的影响

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影响植物成花转变的因素有很多,同时也是研究的热点,本研究从活性氧的角度来探究植物的开花机制,探索活性氧作为信号物质调控植物花发育的过程。利用盆栽实验,通过喷施外源甲基紫精和外源H2O2来模拟O;源和H2O2源,分别从生理水平和分子水平上研究了外源活性氧胁迫下烟草活性氧代谢的变化以及烟草花芽分化的影响,本研究实验结果如下:(1)外源甲基紫精处理使烟草体内O;和H2O2含量迅速升高,同时激活了烟草体内ASA-GSH循环,抗氧化物ASA和GSH的含量、保护酶APX和GR的活性都有不同程度提升,能够有效地清除活性氧。喷施外源甲基紫精5d、10d的处理使活性氧含量显著升高,喷施结束后,活性氧含量被有效清除,恢复到正常水平:喷施20d和25d的处理烟草体内活性氧含量大量积累,ASA-GSH循环体系活性降低,烟草体内活性氧含量一直处于较高水平状态。(2)外源甲基紫精处理在一定程度改变了开花发育基因的表达、现蕾时的叶片数及花芽发育进程,喷施5d和10d的处理显著抑制了烟草开花抑制基因FLC的表达,促进了花分生组织基因LFY的表达,同时现蕾时叶片数显著减少,花芽分化提前。说明当烟草在外源甲基紫精(5umol/L)处理5-10d,烟草体内活性氧含量在一定时间段的升高才能有效引起茎尖生长组织发育方向的改变,促进成花转变的提前,而长期高水平的活性氧不利于花发育。关于活性氧信号与开花相关基因FLC、FT, LFY, SOC等之间的信号调控通路还有待深入研究。(3)外源H2O2与外源甲基紫精处理对烟草体内活性氧代谢的影响基本一致,外源H2O2导致烟草体内H2O2含量快速升高,同时激活了ASA-GSH系统,能够有效地清除活性氧。喷施5d、10d的处理活性氧含量均显著升高,抗氧化ASA-GSH系统表现出积极的作用,随后活性氧得到有效清除;喷施H2O2时间越长,O;和H2O2的含量越高,细胞氧化损伤越严重,ASA-GSH循环的清除能力减弱,同外源甲基紫精处理结果相似,喷施20d和25d的处理烟草体内活性氧含量一直处于较高水平,高浓度的活性氧不利于成花转变。(4)外源H2O2处理不同程度地促进了开花基因的表达,花发育进程和现蕾叶片数,与外源甲基紫精处理相似,喷施5d和10d的处理促进效果显著,说明当烟草受到5d-10d的外源H2O2 (10mmol/L)处理,活性氧含量在一定时间段的升高能够促进烟草花发育明显提前。
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