陆地棉新陆早19号胚珠离体培养体系的建立及短时低温处理对纤维伸长和伸长基因表达的影响

摘要

棉花胚珠离体培养方法被广泛用于棉纤维发育的研究，这种方法使对纤维的分化和发育研究能够在可控的条件下进行。离体培养胚珠上产生的纤维与自然生长的纤维，在发育和生长组份上具有相似性，可用于研究各种因素对棉纤维在起始分化、纤维伸长、次生壁合成各个阶段的影响，也是研究纤维品质形成的良好实验系统。 针对新疆尚无建立棉花离体胚珠培养体系，在Beasley和Ting方法(1973)的基础上，建立了新疆陆地棉品种新陆早19号棉花胚珠离体培养纤维体系。测定了离体胚珠培养纤维伸长长度，在离体培养发育早期(前10 d)，纤维发育迅速，其伸长速率相对较高，第20天时已接近纤维的最终长度。但生长10 d以内的纤维强度很低，影响测量的准确度。首次利用数字化图像处理软件确定了离体胚珠及纤维生长轮廓所形成的面积，较纤维长度测量简单易行。培养前10 d离体胚珠生长的轮廓面积增长较快，15 d以后增长变缓，第20天接近轮廓最大面积。与纤维长度伸长的趋势相吻合。 新疆秋季低温早霜、气温变化快严重影响新疆棉花品质的问题，研究了短期低温对纤维伸长和伸长基因表达的影响。对新陆早19号棉花离体胚珠进行低温处理研究结果表明，在胚珠棉纤维发育早期(第6天)对短时(48 h)低温处理较为敏感，但对最终伸长长度影响不明显，具有较强适应能力。短时低温处理对新陆早19号离体胚珠培养中后期棉纤维伸长及最终伸长长度的影响不大；低温处理对离体培养棉花胚珠轮廓面积的大小也有相似的影响。 用相对定量RT-PCR方法检测了田问栽培和离体培养条件下发育中的棉纤维伸长基因的表达。EXP(延展蛋白)和XET(木葡聚糖内转糖基酶)基因的表达与棉纤维迅速伸长相一致。两个基因相对表达量变化在田间栽培和离体培养条件下有相似的动态变化趋势。在纤维伸长阶段内，EXP的相对表达量有逐渐降低的趋势，而离体培养高表达量的时期较田间培养的相对滞后。XTH的相对表达量有逐渐增加的趋势，说明EXP与XET在棉纤维伸长阶段对纤维伸长有相互协同的作用。 新陆早19号棉花胚珠在培养第6天15℃低温处理48h，使EXP的相对表达量下降，以至于在恢复温度2天后，其相对表达量比对照低33﹪，而XET的相对表达量却比对照高149﹪，显示了适应性调节补偿能力。第10天低温处理对两个基因相对表达量的影响不甚明显。总之，短期低温对棉纤维迅速伸长时期有较大的影响，可降低EXP的相对表达量，恢复温度，基因恢复表达量滞后，纤维恢复伸长速率滞后。

目录

文摘

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论文说明：缩略语

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第一章文献综述

第二章陆地棉新陆早19号胚珠培养体系的建立

1材料和方法

1.1材料

1.2胚珠培养

1.3纤维长度的测量

1.4胚珠培养液pH值测定

1.5数据的统计分析

1.6胚珠轮廓图像的获取和面积计算

1.7温度处理

2结果与分析

2.1胚珠培养的结果

2.2新陆早19号胚珠培养不同培养时期胚珠纤维生长长度

2.3新陆早19号胚珠培养不同培养时期胚珠轮廓的面积

2.4胚珠培养前后pH值变化

2.5胚珠培养低温处理对棉纤维长度及胚珠轮轮廓面积的影响

3 小结

第三章温度处理对棉纤维伸长基因表达量的影响

1材料与方法

1.1材料

1.2热硼酸法提取棉花纤维RNA

1.3引物设计

1.4相对定量PT-PCR

2结果与分析

2.1棉桃最大直径变化

2.2 RNA浓度调整

2.3最佳循环数的确定

2.4最佳比率确定

2.5大田栽培两个品种EXP的相对表达量

2.6大田栽培两个品种XET的相对表达量

2.7新陆早19号胚珠培养温度处理后EXP的相对表达量

2.8新陆早19号胚珠培养温度处理后XET的相对表达量

2.9新陆早19号胚珠培养温度处理后SUS的RT-PCR扩增

3小结

第四章结论

参考文献

致谢

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