【摘 要】
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柑橘是世界上第一大水果,其中以柚类为代表的资源多数表现为自交不亲和性。柚类自交不亲和性状极易导致自交坐果率低,生产上各种辅助授粉措施显著提高了生产成本。多胺在植物生长发育以及抗逆性等方面具有重要作用,已有研究表明外源多胺能够显著提高蔷薇科梨中的自交结实率,但是其在芸香科柑橘中是否有作用未有报道。本实验室前期研究已证实柑橘类自交不亲和属于S-RNase介导的配子体型自交不亲和系统,本研究以沙田柚为主
【基金项目】
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国家自然科学基金（32122075,32072523）； 国家现代农业（柑橘）产业技术体系（CARS-27）；
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柑橘是世界上第一大水果,其中以柚类为代表的资源多数表现为自交不亲和性。柚类自交不亲和性状极易导致自交坐果率低,生产上各种辅助授粉措施显著提高了生产成本。多胺在植物生长发育以及抗逆性等方面具有重要作用,已有研究表明外源多胺能够显著提高蔷薇科梨中的自交结实率,但是其在芸香科柑橘中是否有作用未有报道。本实验室前期研究已证实柑橘类自交不亲和属于S-RNase介导的配子体型自交不亲和系统,本研究以沙田柚为主要实验材料,利用外源多胺处理,研究了花柱和花粉管的生长状况、生理活性变化以及相关基因表达水平,以期明确多胺是否参与调控柚自交不亲和。主要研究结果如下:1.外源100μM的亚精胺溶液喷施自交花柱会显著提高自体花粉管在花柱中的长度,且显著抑制花柱中S-RNase基因的表达。与杂交授粉相比,未经多胺处理的自交授粉花柱其多胺含量以及过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著下降,活性氧水平显著提高;然而经多胺处理后的自交授粉花柱中多胺含量以及过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著提高,活性氧水平显著下降。2.与杂交授粉相比,自交授粉花柱中精氨酸脱羧酶基因CgADC和S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因CgSAMDC1显著上调表达,多胺分解酶基因CgDAO2、CgDAO5、CgPAO4和CgPAO5也显著上调表达。外源多胺处理后自交授粉花柱中多胺合成酶基因CgADC、CgSPDS2和CgSAMDC1基因上调表达,而多胺分解酶基因CgDAO2、CgDAO5、CgPAO4和CgPAO5下调表达。与杂交授粉相比,自交授粉后过氧化氢酶基因CgCAT、超氧化物歧化酶基因CgSOD1、过氧化物酶基因CgPOD1和CgPOD2的表达量都显著下调,而对自交授粉花柱外源喷施多胺后有相反效果。天然自交亲和突变“桂柚1号”与沙田柚相比,CgADC、CgSPDS1和CgSPDS2基因显著上调表达,而CgDAO1、CgDAO2和CgDAO5基因显著下调表达,CgSOD1、CgPOD1和CgPOD2也显著下调表达。3.自我S-RNase蛋白处理抑制离体花粉管生长的同时还会显著降低花粉管中亚精胺含量,且显著提高花粉管中多胺合成基因CgADC、CgSAMDC2和CgSPMS2以及多胺分解基因CgDAO5、CgPAO2和CgPAO5表达量。抑制CgDAO5基因表达会提高自我S-RNase蛋白处理下花粉管中亚精胺含量以及花粉管生长长度。50μM亚精胺处理显著提高离体花粉管长度,但是200μM以上的亚精胺会显著抑制花粉管生长。100μM亚精胺显著提高自我S-RNase蛋白处理下花粉管长度,且有利于花粉管保持细胞骨架结构完整。综合以上结果,适宜浓度外源多胺处理可以提高活体花柱中多胺含量,降低活性氧水平,且抑制S-RNase基因的表达;还可以提高自我S-RNase蛋白处理下离体花粉管长度。
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