菊花侧芽形成过程中内源激素变化及DgLsL基因遗传转化研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mt0078
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多数单花型切花菊品种在顶芽进入花芽分化后,侧芽开始迅速萌发生长。侧芽生长耗费植株营养,会影响顶芽的生长发育,进而降低切花的商业品质。因此,在栽培过程中应尽早抹除侧芽。菊花侧芽的生长受顶芽生长的抑制,这是植物界中普遍存在的顶端优势现象,植物内源激素在顶端优势中发挥重要作用。切花菊侧芽生长与顶端优势以及内源激素的关系还未见有报道。人工抹去侧芽,虽然能彻底去除侧芽提高切花品质,但操作费工费时。培育没有侧芽或少侧芽品种则是解决该问题的根本途径。本研究以不同分枝类型的切花菊品种‘精海’和‘精云’为试材,探讨了切花菊侧芽生长与顶端优势以及内源激素的关系;以切花菊品种‘精海’、‘精云’和‘神马’为试材,建立了切花菊高效直接再生体系,并将DgLsL基因转入切花菊品种‘精海’,对DgLsL基因、分枝和内源激素间的相互关系进行了探讨。主要结果如下:(1)以不同分枝类型的切花菊品种‘精海’和‘精云’为试材,对不同分枝类型品种侧芽的生长发育进行了观察。采用ELISA法,测定了植株顶芽和不同节位侧芽在植株生长发育过程中内源激素含量的变化。结果表明:在整个生长发育期,‘精海’侧芽的生长速度显著快于‘精云’。对两品种顶芽中内源激素的研究发现,营养生长期‘精云’顶芽中的IAA含量显著高于‘精海’,遮光诱导花芽分化后,‘精云’顶芽中的IAA含量下降速度显著大于‘精海’。切花菊顶芽中IAA含量在顶端优势中发挥重要作用。IAA含量越高,对侧芽生长的抑制作用越强。‘精海’植株营养生长期侧芽生长速度10Lb(第10节位侧芽)>20Lb(第20节位侧芽)>5Lb(第5节位侧芽),生殖生长期20Lb>10Lb>5Lb;‘精云’在整个生长期侧芽生长速度20Lb>10Lb>5Lb。侧芽生长速度与其内部IAA含量和iPAs含量均成正比,侧芽生长越快,IAA和iPAs含量越高。侧芽萌发生长过程中,侧芽生长速度与内源生长促进类激素和生长抑制类激素的比值有关。IAA/ABA和iPAs/ABA比值的变化与侧芽的萌发生长速度均成正比。(2)以切花菊品种‘精海’、‘精云’和‘神马’叶片为外植体,研究了不同激素浓度配比对切花菊叶片直接再生的影响。探讨了不同抗生素(潮霉素、羧苄青霉素、头孢霉素)对‘精海’叶片不定芽分化和无菌苗生根的影响,建立了切花菊‘精海’叶盘片高效基因转化受体系统。结果表明:不同切花菊品种的叶片外植体直接再生不定芽的能力差异极大,基因型是决定切花菊品种直接再生能力的决定性因素。‘精海’叶盘片直接再生率最高,为92.18%,最适宜培养基为MS+6-BA 3.0mg/L+NAA1.0mg/L;‘精云’直接再生的最适宜培养基为MS+6-BA 3.0mg/L+NAA 0.5mg/L,再生率为65.08%;‘神马’直接再生的最适宜培养基为MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L,再生率为81.94%。切花菊‘精海’遗传转化中,筛选抗性植株的潮霉素筛选浓度为10mg/L;抑菌抗生素选择羧苄青霉素,在初期筛选培养、后期筛选培养和生根筛选时分别选用浓度500mg/L,300mg/L,200mg/L。(3)构建DgLsL基因正义、反义植物表达载体,并通过农杆菌介导法转化切花菊品种‘精海’。与未转化的对照相比,正义基因的导入显著促进了分枝,而反义基因的导入显著抑制了分枝。对顶芽中DgLsL基因的表达量分析表明,正义基因的导入使DgLsL基因的表达量升高,而反义基因的导入使DgLsL基因的表达量降低。与未转化的对照相比,转正义DgLsL基因植株顶芽中IAA的含量显著降低,转反义DgLsL基因植株则显著升高。GA3含量在转正义DgLsL基因植株中较低,而在转反义DgLsL基因植株中较高。DgLsL基因表达的变化对ZR含量没有显著影响。推测DgLsL基因通过影响IAA和GA3含量而调控菊花分枝。
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