赤霉素调控PpMAX4和PpLBO1促进桃树腋芽萌发的机理初探

来源 :河南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaolch011
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桃树是我国主栽的重要经济果树之一,桃产业的发展对我国国民经济水平的提高起着重要的作用。然而桃树的萌芽及成枝力强,且枝条生长旺盛,过多的分枝数量对桃的生产管理造成很大的负面影响。因此,合理的调控桃树分枝,培育分枝数量适宜的桃优良品种对提高桃园的生产效率意义重大。赤霉素(Gibberellins,GAs)是调控腋芽生长的重要激素。为了阐明GA对桃树腋芽生长的调控作用,本研究通过外源GA3及其生物合成抑制剂(PBZ)对桃腋芽进行处理,探究了GA对桃树腋芽萌发生长的影响,以及DELLA(赤霉素信号抑制蛋白)互作蛋白IDD对独脚金内酯合成基因PpMAX4、PpLBO1启动子的结合;同时还分析了GA对生长素、细胞分裂素及独脚金内酯相关基因转录水平的影响。主要研究结果如下:1.利用外源GA3及GA生物合成抑制剂(PBZ)对桃苗进行处理,结果显示,GA3处理能够促进桃苗腋芽的萌发,且能促进少量侧芽伸长形成侧枝;而先用PBZ处理抑制桃苗生长后,再施加外源GA3则能够显著促进腋芽的萌发并形成较多侧枝。表明赤霉素能够促进桃苗腋芽的萌发及生长。2.利用qRT-PCR技术,对独脚金内酯合成基因PpMAX4、PpLBO1-1和PpLBO1-2的组织表达特异性进行分析,结果显示,PpMAX4、PpLBO1均在叶腋部位的表达量较高;另外分析了外源GA3处理对独脚金内酯合成基因PpMAX4、PpLBO1-1及PpLBO1-2的转录水平的调控作用。结果发现,外源GA3处理并未对PpMAX4、PpLBO1-1及PpLBO1-2的转录水平产生明显的调控作用;而在先施加PBZ处理,然后再用外源GA3处理的情况下,外源GA3对PpMAX4、PpLBO1的转录水平产生了明显的抑制效应,表明GA能够负调控叶腋部位独脚金内酯合成基因的转录。3.在本研究中,利用酵母单杂交技术分析了DELLA互作蛋白PpIDD4、PpIDD12和PpIDD13对独脚金内酯合成基因PpMAX4、PpLBO1-1和PpLBO1-2启动子的结合。结果显示:PpIDD12能够与PpLBO1-2和PpMAX4的启动子区结合,PpIDD4、PpIDD13与PpMAX4、PpLBO1-1的结合不明显。这意味着GA可能通过影响IDD-DELLA复合体的方式参与独脚金内酯的合成。4.利用qRT-PCR技术,分析了外源GA3结合PBZ处理对生长素转运相关基因PpPIN3、PpPIN7、PpPIN10、PpPIN11、PpPIN13及PpPIN15转录水平的调控作用。结果显示,与对照相比,经GA3处理后,PpPIN3、PpPIN7及PpPIN11的转录水平显著降低,其中PpPIN7的转录水平下降的最为显著;而PpPIN10、PpPIN13及PpPIN15的转录水平显著升高,表明GA调控了生长素转运相关基因的转录。5.利用qRT-PCR技术,分析了外源GA3结合PBZ处理对细胞分裂素合成基因转录水平的调控作用,结果显示,在外源PBZ抑制植株生长后,再施加GA3能够在0.5 h内上调PpIPT3的转录水平,且在24 h内的转录水平持续上调;而PpIPT9则是在GA3处理8 h后转录水平显著升高,且在48 h上调更为显著。表明,GA3处理能促进细胞分裂素合成基因的转录。综上所述,GA能够促进桃腋芽的萌发并形成侧枝;独脚金内酯合成基因PpMAX4、PpLBO1-1和PpLBO1-2均在桃枝条的叶腋处高表达,且其转录水平受GA的影响;PpIDD12能够与PpLBO1-2和PpMAX4的启动子区结合;另外GA对桃苗腋芽萌发的促进作用与生长素与细胞分裂素相关基因的转录存在相关性。基于以上试验结果,可以表明,GA促进桃枝条腋芽的萌发及生长一定程度上可能是调控SL的生物合成来实现的,同时也可能通过影响生长素和细胞分裂素内源含量导致。本研究课题主要探讨了GA在桃树腋芽生长中的作用,初步阐明了赤霉素与PpMAX4、PpLBO1在调控桃树腋芽萌发的机理,为选育发枝量适宜的优良桃品种提供一定的理论基础。
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