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缩节安(N, N-dimethylpiperidinium chloride, DPC)是棉花生产上广泛应用的一种植物生长延缓剂,可有效控制棉花过度的营养生长。研究表明DPC可能通过抑制赤霉素(gibberellin, GA)早期合成关键酶柯巴基焦磷酸合成酶(ent-copalyl diphosphate synhase, CPS)和内根-贝壳杉烯合成酶(ent-kaurene synthase, KS)的活性,发挥延缓作用。本研究以三叶期棉花幼苗为材料,探讨GA合成关键酶基因及其信号转导组分DELLA蛋白基因如何参与DPC对棉花幼苗形态的调控。为探讨DPC是否还有他的作用机制,我们以拟南芥激活标签突变体库为材料,筛选DPC不敏感突变体,并对获得的突变体181进行了初步分析。主要研究结果如下:1.DPC通过抑制GA早期和晚期合成关键酶基因的表达,降低内源活性GA含量,引起细胞伸长相关基因表达下调,抑制节间的伸长和叶片的扩展,控制棉花的生长。DPC显著抑制棉花顶芽、叶片和节间中GhCPS和GhKS的表达,节间中GhCPS和GhKS表达下调的时间最长。同时,DPC也显著降低了GA晚期合成关键酶基因Gh20oxs和GhGA3ox的表达,且基因表达下调时间与早期合成酶基因一致。DPC处理早期(3~24h)GhCPS、GhKS、Gh20oxs和GhGA3ox的表达受负反馈上调,DPC处理后期(2~10d) GhGA2oxs表达前馈下调,以维持GA平衡,此外,DELLA蛋白基因(GhGAI4a和GhGAI4b)受负反馈调控表达也发生上调。DPC处理的棉花幼苗内源活性GA含量显著降低,细胞伸长相关基因GhEXP和GhXTH2的表达显著下调,节间细胞横向和纵向扩展受到抑制,表现为节间横向直径变小和纵向缩短。DPC显著降低棉花幼苗的株高和叶面积。外施GA3可完全解除DPC对棉花生长的抑制。2.从T-DNA插入的激活标签拟南芥突变体库中筛选到4株DPC不敏感突变体,并对其中1株DPC不敏感突变体181进行了初步分析。TAIL-PCR确定突变体181中有两拷贝的反向串联T-DNA插入,位于1号染色体Atlg01070基因的3’UTR区。该突变体中T-DNA插入位点基因At1g01070及其上游基因At1g01060的表达显著上调,前者上调幅度是后者的两倍。突变体181DPC不敏感的表型由显性单基因控制。At1g01070的功能缺失突变体SALK147481对DPC的敏感性与野生型拟南芥无显著差异,表明该基因可能存在功能冗余。与野生型植株相比,突变体181在长日照条件下具有晚花表型,生长后期植株较高。成功构建了At1g01070的过表达载体,并进行了拟南芥的遗传转化。成功构建了含At1g01070启动子和GUS融合的表达载体,并进行了拟南芥的遗传转化。At1g01070在拟南芥中共有两种转录本At1g01070.1和At1g01070.2,以前者表达为主,At1g01070.1主要在胚轴和根中表达。At1g01070.1和At1g01070.2编码的蛋白质分别具有10个和8个跨膜区,应为膜蛋白。