竹子PeD14基因克隆和内源独脚金内酯检测方法研究

摘要

竹子从属于禾本科（Gramineae)竹亚科（Bambusoideae)，是典型的无性系繁殖植物类群，靠竹株基部芽眼(丛生竹)或延伸生长的地下茎侧芽(散生竹)进行更新生长。竹子地下茎侧芽的萌发和生长受到包括养分、激素在内的许多因素影响和调控，其中可溶性糖和氮磷元素是养分中重要部分，而独脚金内酯（strigolactones，SLs)是新近发现的具有抑制植物侧枝生长发育活性的一类植物激素，可能参与竹笋萌发的调控。　　本研究监测毛竹竹鞭及竹叶季节性养分变化，探讨竹子地下茎侧芽萌发与生长对养分的需求特征；利用外源独脚金内酯类似物处理竹子幼苗，研究竹子对SLs响应；在毛竹中克隆到一个独脚金内酯受体蛋白基因D14的同源基因PeD14，分析了其基因结构和组织表达特性；最后用超高效液相色谱（UPLC)方法测定竹子内源5-脱氧独脚金醇，初步建立了竹子中独脚金内酯的检测方法，取得主要研究结果如下：　　1.毛竹竹叶和竹鞭的可溶性糖含量在7月和10月均较低，1月竹叶和竹鞭的可溶性糖含量大幅增加，增幅达103.6％和52.8%，4月竹叶和竹鞭的可溶性糖含量稍微下降。竹叶和竹鞭中氮磷含量变化趋势相近，10月下降，1月稍微上升，4月又回落，除竹鞭中的磷含量变化较大外，竹叶和竹鞭的氮磷含量变化幅度相对平缓；　　2.外源GR24(5μM)处理绿竹（Bambusa oldhami)幼苗发现，与对照组相比，2周和4周时处理组芽平均增值数减少了95.83%和78.43%；　　3.通过通过同源克隆扩增得到毛竹（Phyllostachys edulis)PeD14 cDNA全长918bp序列，基因结构中含有一个内含子，编码305个氨基酸。采用实时荧光定量PCR分析PeD14基因在不同部位的表达发现，PeD14基因在芽中表达最高，鞭最少；　　4. PeD14拥有一个由7个β-片层组成的核心，被大约7个主要的α-螺旋围绕，其顶部是由4个α-螺旋组成的顶盖，顶盖下是一个大的疏水空腔，其中催化三联体在的位置为Ser134、Asp255和His284。毛竹PeD14基因编码的氨基酸与单子叶植物相似度>87%，与双子叶植物的D14蛋白的相似度>60%，单子叶植物在N-端比双子叶植物多34-50个不等氨基酸；　　5.应用超高效液相色谱法分离检测5-DS发现其最大吸收峰在237 nm，但该波长下目标峰的峰形展宽比较严重，基线发生漂移，250 nm下基线、峰形均较好，适合作为检测波长，甲醇作为流动相基线较乙腈更稳定，甲醇中添加0.25%的甲酸能改善峰形，乙酸乙酯作提取剂，利用超声辅助提取可节约前处理时间并提高提取率，固相萃取纯化可有效减少杂峰干扰。方法学考察表明该方法检出限、精密度、稳定性、重复性满足检测要求，应用该方法检测刚竹属不同竹种竹笋中5-DS含量变化为11.27~51.17 ng·g-1(FW)，毛竹不同部位5-DS含量竹根＞竹鞭＞竹笋。

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1绪论

1.1竹子生物生态学特性

1.2竹子地下茎侧芽萌发影响因子研究进展

1.3激素调控竹子地下茎侧芽萌发及生长的研究进展

1.4独脚金内酯控制侧芽生长的研究进展

1.5糖对侧芽生长的影响研究进展

1.6独脚金内酯分离及检测的研究进展

1.7研究目的与意义

1.8技术路线

2毛竹鞭和叶中养分动态变化研究

2.1试验地概况

2.2材料与方法

2.3试验方法

2.4结果与分析

2.5小结与讨论

3独脚金内酯对竹子幼苗芽增殖影响

3.1试验材料

3.2试验方法

3.3结果与分析

3.4小结与讨论

4毛竹PeD14基因的克隆及表达特性研究

4.1试验材料

4.2试验方法

4.3结果与分析

4.4小结与讨论

5竹子内源独脚金内酯检测

5.1试验材料

5.2试验方法

5.3结果与分析

5.4小结与讨论

6结论和展望

6.1研究结论

6.2研究展望

参考文献

个人简介

在校期间发表论文情况

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