胡萝卜种子萌发过程中激素的变化规律

摘要

胡萝卜（Daucus carota L.），伞形科胡萝卜属二年生草本植物，是世界重要的蔬菜作物之一，栽培面积非常广泛，营养价值高，食用方式多样，分布地区广，具有重要的经济和食用价值。然而胡萝卜种子小，外皮革质化，含挥发性油，透水性极差，这就导致了种子发芽缓慢而不整齐，这就给胡萝卜生产造成了一定的影响。胡萝卜种子萌发是一个包括结构变化、物质变化和基因调控的复杂过程。虽然植物激素能够对胡萝卜种子萌发起到一定的作用，然而其调控规律以及具体的作用还不清楚。本研究以萌发1、2、3、4、5、6、7、8d的胡萝卜种子为材料，对不同萌发时期的胡萝卜种子中激素含量进行了测定;利用高通量测序技术(RNA-seq)分别对胡萝卜种子萌发3、5、8d时的基因表达进行了研究;利用不同浓度赤霉素溶液浸种，研究赤霉素对其他内源激素含量的影响以及对胡萝卜种子萌发的影响。主要研究结果如下: 1.取萌发1、2、3、4、5、6、7、8d的胡萝卜种子测定各阶段GA3、GA4、ABA、IAA、MeJA的含量，以期了解胡萝卜种子萌发过程中各内源激素的含量变化情况以及调控作用。研究发现:浸种及振荡的预处理可打破种子休眠，促进胡萝卜种子吸水并萌发;胡萝卜种子在第3d露白，下胚轴生长较快，并在第8d子叶展开;随着种子的萌发，GA3含量有先降低后升高再降低的复杂趋势，GA4在萌发第6d含量最高，IAA含量和MeJA含量有逐渐升高的趋势，而ABA含量逐渐降低。结果表明，胡萝卜种子萌发受多种激素的综合调控，并且可能受到更复杂调控网络的调节。 2.以3个萌发阶段的胡萝卜种子为试验材料，进行转录组测序，转录测序一共组装获得78，837个总unigene，总长70，665，005bp，平均长度896bp。不同萌发阶段共发现差异表达unigenes为1，787个，其中发现745个与激素相关的差异表达基因，激素调控胡萝卜种子萌发具有阶段性的鲜明特征。最后对赤霉素相关差异表达的基因进行了荧光定量表达验证，发现调控赤霉素合成的相关基因具有阶段性差异表达的特点。 3.利用不同浓度GA3溶液浸泡胡萝卜种子，工作浓度分别为0、50、100、200、250、300、350mg/L，浸泡完毕后用蒸馏水洗净并置于光照培养箱中培养，在萌发第6d时统计种子萌发率，并测定生长10d的种苗根系活力和叶绿素含量。研究表明，利用200、250mg/L GA3溶液浸泡的种子萌发率最高，而250mg/L GA3溶液浸泡的种子种苗根系活力最强，300mg/L GA3溶液浸泡的种子叶绿素含量最高，150、200、250mg/L次之。结果表明，200～300mg/L GA3溶液浸泡种子可提高种子的萌发率及生长势。

目录

声明

摘要

缩略词表(Abbreviations)

引言

第一章文献综述

1种子萌发的概念和过程

1．1种子萌发的概念

1．2抑制种子萌发的因素

1．3种子萌发的过程

2促进种子萌发的主要方法

2．1物理方法

2．2化学方法

2．3生物方法

3激素影响植物种子萌发的研究进展

3．1赤霉素

3．2脱落酸

3．3生长素

3．4细胞分裂素

3．5茉莉酸

4本研究的内容、目的和意义

第二章胡萝卜种子萌发过程及激素含量的测定与分析

1材料与方法

1．1试验材料

1．2处理方法

1．3激素测定方法

1．4数据处理

2结果与分析

2．2 GA3含量变化

2．3 GA4含量变化

2．4 ABA含量变化

2．5 IAA含量变化

2．6 MeJA含量变化

3讨论

第三章基于转录组测序技术分析激素在胡萝卜种子萌发过程中的调控机制

1材料和方法

1．1试验材料

1．2 RNA提取以及mRNA序列文库构建

1．3原始数据过滤及转录组拼接

1．4基因注释及分析

1．5差异表达基因分析

2结果与分析

2．1胡萝卜种子萌发不同阶段转录组拼接、功能注释及分类

2．2激素相关差异表达基因分析

2．3赤霉素合成相关基因在胡萝卜种子萌发过程中的表达情况

3讨论

第四章不同浓度赤霉素溶液处理对胡萝卜种子萌发的影响

1材料和方法

1．1试验材料

1．2处理方法

1．3测定指标和方法

2结果与分析

2．2不同浓度GA3溶液处理对胡萝卜种子种苗根系活力的影响

2．3不同浓度GA3溶液处理对胡萝卜种苗叶绿素含量的影响

2．4 GA3溶液处理对种子其他激素含量的影响

3讨论

全文结论

创新点

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢