油菜素内酯对荔枝成花的调控及其与LcSVP关系研究

摘要

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）属无患子科（Sapindaceae）荔枝属（Litchi），热带、亚热带常绿果树，果实色艳味美，营养丰富，历来为人所爱。荔枝花芽分化期对温度的要求较高，但现今极端天气频发，暖冬和低温霜冻常使荔枝尤其是晚花优质品种的花芽分化在异常的环境条件下进行。油菜素内酯（Bras s inos tero ids）调控许多重要的生长发育过程，外源油菜素内酯能加快野生型拟南芥的生长发育，缩短开花时间，在提高作物耐冷性方面也表现出良好的效果。SVP（SHORT VEGETATIVE PHASE）是温度调节成花途径的关键基因，在模式植物成花及落叶果树的休眠与开花方面都发挥着重要作用。而拟南芥内源BR通过信号下游BZR1（Brassinazole-resistant1）与开花抑制因子SVP相互作用，SVP是 BR信号与开花时间调控网络的一个连接点。因此本研究分别在诱导性低温和低温霜冻条件下探究外源油菜素内酯对高需冷量荔枝花芽分化的影响，探索 LcSVPs的表达模式，并利用基于 TRV（Tobacco rattle virus）的瞬时表达技术对基因的功能进行初步探索。主要研究内容和结果如下：
　　（1）在控温条件下对晚花品种‘怀枝’进行低温18/13℃诱导45 d和常温25/20℃处理，在低温室分别喷施24-表油菜素内酯（24-Ep ib rass ino lide，24-EBR）和蒸馏水。成花调查结果表明，低温条件下24-EBR处理的成花相关生理指标均显著低于对照。且在低温诱导30 d时对照LcFT1的相对表达量急剧上升，而24-EBR和常温处理几乎检测不到LcFT1的表达，表明24-EBR处理具有抑制‘怀枝’的花芽分化的作用。
　　（2）对田间‘桂味’盆栽苗分别喷施赤霉素（Gibberellin，GA3）208μM，24-EBR0.5μM、1μM、2μM和蒸馏水。于2016年1月24日经历极端低温，霜冻对‘桂味’荔枝“白点”（花序原基）和叶片伤害较大，受低温影响后花芽外部有明显红色斑块。极端低温对叶片的影响也较为明显，GA3处理植株树体逐渐衰弱，甚至死亡。而24-EBR处理可以明显降低细胞质相对电导率，提高超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性，由此推断外源油菜素内酯可以提高‘桂味’荔枝的抗寒性。
　　（3）克隆获得了荔枝LcSVP1、LcSVP2和LcSVP3，NCBI比对结果表明它们均属于 MADS超级家族。qRT-PCR分析结果表明，LcSVPs主要在营养组织中表达尤其是在芽中。LcSVPs的相对表达量在“白点”期之前明显下降。控温室的‘怀枝’荔枝成花枝率最高的对照在“白点”期和小花穗时期 LcSVPs的相对表达量显著低于几乎未成花的24-EBR处理。LcSVPs对荔枝花芽分化起到抑制作用。
　　（4）选择LcSVP1和LcSVP3为目的基因，利用基于TRV的瞬时表达技术在荔枝上进行 LcSVP1和 LcSVP3的超表达，对基因的相对表达量进行多因素方差分析，结果表明，瞬时表达处理，24-EBR的喷施和病毒侵染的时间都对LcSVP1和 LcSVP3的相对表达量有显著影响。且 LcSVP1的超表达，24-EBR的喷施和病毒侵染的时间都存在两两之间的互作，三因子无互作，而 LcSVP3三因素之间均无互作。

目录

声明

缩略词表Abbreviation

1前言

1. 1 荔枝成花研究现状

1. 2成花相关基因研究

1. 3油菜素内酯研究现状

1. 4植物病毒载体的研究现状

1. 5研究目的及意义

2材料与方法

2. 1供试材料与采样方法

2. 2实验方法

3. 1极端低温下油菜素内酯对荔枝成花和抗冷性的影响

3. 2低温不足条件下油菜素内酯对荔枝花芽分化的影响

3. 3荔枝SVP同源基因生物信息学分析

3. 4基于TRV的瞬时表达研究

3. 5 L cSV P1和L cS VP3正义表达载体构建分析

3. 6荔枝SVP同源基因的时空表达模式分析

4. 1讨论

4. 2结论

致谢

参考文献

附录A