茉莉酸甲酯对油菜花期的调控和花器官发育的影响及其分子机制

摘要

油菜是世界上重要的食用油来源,在农业发展中具有重要的经济意义,从营养生长期到生殖生长期的过渡是决定作物产量和质量的重要阶段,因此在这个阶段进行生理学研究尤为重要。这个阶段正常发育的指示性标志是正常、按时开放的花朵,花期延迟、花期不足或者花器官异常都可能造成油菜产量和质量的下降。正常的植物花器官发育过程是外界环境和内部环境相互平衡的结果。近年来的研究表明,植物激素在植物发育过程中起着重要的调节作用,其中,茉莉酸(JAs)在拟南芥花器官分化和发育过程中扮演着不可或缺的角色,但是其对油菜生育期的影响机制还尚不清楚。本文研究了外源茉莉酸甲酯(MeJA)的喷施对于6个不同的甘蓝型油菜花期和花器官发育的影响,并进一步研究处理后的植株中花器官同源异型基因的相对转录水平,发现经50μmol/L外源MeJA处理后植株普遍表现出早花现象,在6个不同的基因型中,处理后的开花时间较对照提前了1.9-3.5天;通过不同浓度的外源MeJA(10、50、80、100μmol/L)处理后,100μmol/L浓度的MeJA处理的植株上发现较多的花器官畸形现象,尤其是EOIMBs(花蕾早开裂现象)的发生频率最高;这些由外源MeJA处理后引起的畸形花中花发育相关基因的转录水平也发生了变化。试验对观察到的花器官异常现象分别做了详细的外观形态描述,并且分析了花器官同源异型基因、JA合成和信号传导基因、MYB转录因子的转录水平差异。试验结果表明花器官特异性基因BnAP1、BnAP2、BnAP3、BnAG1和BnPI3的共同作用引起了各种花器官畸形现象。

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摘要

Abstract

图表一览

List of Tables and Figures

1 引言

2 文献综述

2.1 茉莉酸的功能及其影响花发育的分子机制

2.1.1 茉莉酸类物质的发现

2.1.2 茉莉酸和茉莉酸甲酯的生物合成途径及其结构

2.1.3 茉莉酸类物质在花发育过程中的生理作用

2.1.4 茉莉酸对雄性生殖发育影响的分子机制

2.1.5 茉莉酸(JA)与赤霉素(GA)的互作

2.2 芸薹属开花时间调控的研究进展

2.2.1 拟南芥开花时间的调控

2.2.2 甘蓝型油菜开花时间和光周期敏感性的遗传分析和QTL定位

2.3 植物花器官的发育及其调控机制的研究

2.3.1 ABC模型的确立

2.3.2 D功能基因的阐明

2.3.3 E功能基因的发现

3 材料与方法

3.1 试验材料

3.2 试验设计

3.2.1 外源MeJA对油菜开花时间和花期的影响

3.2.2 外源MeJA对油菜开花诱导的剂量效应

3.2.3 甘蓝型油菜总RNA的提取

3.2.4 待研究基因的选择以及引物和扩增子设计

3.2.5 荧光定量PCR技术

3.2.6 数据分析方法

4 结果与分析

4.1 外源MeJA处理对甘蓝型油菜开花时间的影响

4.2 外源MeJA处理对油菜花期的影响

4.3 不同浓度MeJA处理对开花数以及花发育相关基因转录水平的影响

4.4 无外源MeJA条件下不同组织中花发育相关基因转录水平的差异

4.5 高浓度外源MeJA处理后引起花器官形态的变化及其机制探讨

4.6 外源MeJA处理后不同组织中转录因子的转录水平差异

5 讨论

5.1 外源MeJA对花期的影响

5.2 外源MeJA对花形态建成的影响

参考文献

作者简历