干旱胁迫与多效唑处理对柠檬秋花花芽分化的影响研究

摘要

云南省瑞丽市是我国重要的柠檬产区，一年当中可有三个批次比较集中的花和果，其中，秋花春熟果成熟时间正值鲜果淡季，市场前景可观，且可以弥补春季果国内市场的空缺。但该批次果实成花在夏季，云南夏季高温多雨，导致其成花困难，进而产量很低。本研究目的是探究适度干旱胁迫和多效唑处理对柠檬秋花果花芽分化过程中生理生化及相关基因表达的影响，进而为研发柠檬该批次果实的调控技术奠定基础，也可将柠檬等多年生木本植物一年多次开花机理的研究引向深入。主要结果有:
　　1、采用石蜡切片技术，对柠檬花芽进行解剖、观察，对比发现:干旱胁迫一定程度提高了柠檬秋花春熟果花芽分化率，多效唑(PP333)处理能推进花芽分化的进程;
　　2、利用LC-MS/MS测定干旱胁迫15d、30d及正常管理株芽体内ABA和IAA含量，比较发现，15d控水处理能显著提高ABA的含量，同时使得IAA保持在低水平状态，进而达到一个高ABA/IAA比的激素平衡状态，有利于成花;而30d控水胁迫有可能导致柠檬植株体内激素水平失衡;
　　3、对控水处理植株与对照株营养枝与开花枝所占百分比进行统计分析，干旱胁迫能显著提高开花枝所占比例，降低营养枝百分比;
　　4、利用转录组重测序技术对柠檬成花过程中控水及复水处理进行表达谱分析，发现:控水前(Stage_1)、控水(Stage_2)和复水(Stage_3)三个时间节点两两比较(Stage_1-vs-Stage_2、Stage_1-vs-Stage_3、Stage_2-vs-Stage_3):差异表达基因中上调表达基因分别有455、395、596个，下调表达基因分别有489、291、326个;GO功能分析和Pathway分析发现，差异基因在GO三个分类（生物过程、细胞成分、分子功能）都有分布，生物进程的最大群体是细胞和代谢过程、单生物过程，细胞成分的最大群体是细胞、细胞部分，分子功能的最大群体是催化活性和结合;差异基因Pathway富集分析发现，次生代谢物生物合成、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等生物过程发生了很大变化。
　　5、通过实时荧光PCR对多效唑处理柠檬植株成花关键基因FT(FLOWERINGLOCUS T)、TFL1(TERMINAL FLOWER1)、 BFT(BROTHER OF FTAND TFL1)表达情况进行分析，得出如下结论:PP333处理可以在FT(FLOWERING LOCUS T)自然表达关闭后1-2周内再次启动FT(FLOWERING LOCUS T)的表达，与此同时关闭TFL1(TERMINALFLOWER1)、 BFT(BROTHER OF FTAND TFL1)的表达来促进花芽分化。

目录

声明

摘要

缩略词表

1 前言

1．1 课题的提出

1．2 前人研究进展

1．2．1 植物花芽分化

1．2．2 干旱胁迫对果树花芽分化影响的研究

1．3 柠檬的市场价值、生长特性及其成花调控面临的问题

1．4 本课题研究的目的及主要内容

2．1 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 石蜡切片制作流程

2．2．2 内源激素测定方法

2．2．3 开花枝与营养枝两种枝型统计

2．2．4 干旱胁迫与复水过程三个时间节点转录组重测序分析

2．2．5 柠檬成花相关基因表达分析方法

3 结果与分析

3．1 干旱胁迫解剖学观察及分化率统计

3．2 干旱胁迫内源激素测定

3．3 控水柠檬植株后期开花情况与对照对比及枝型统计

3．4．1 数据预处理

3．4．2 与参考基因比对分析

3．4．3 差异表达基因筛选

3．4．4 差异基因GO功能分类

3．4．5 差异基因代谢途径聚类分析及功能注释

3．4．6 差异基因的转录因子分析

3．4．7 基因结构优化分析

3．4．8 新转录本预测

3．4．9 可变剪接

3．4．10 SNP分析

3．5 多效唑处理解剖学观察

3．6 多效唑处理对成花相关基因表达分析

3．6．1 PP333处理

3．6．2 GA3处理

4 讨论

4．1 干旱胁迫对柠檬秋花花芽分化率的影响

4．2 干旱胁迫对柠檬秋花果花芽分化过程中ABA和IAA含量的影响

4．3 多效唑处理对柠檬秋花花芽分化的影响

参考文献

附录

致谢