【摘 要】
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中国南瓜(Cucurbita moschata D.)是葫芦科(Cucurbitaceae)南瓜属(Cucurbita)的一年生蔓性草本植物,在世界各地都有栽培,尤其在我国栽培更为广泛,具有很高的营养价值和保健功效,中国南瓜花发育及性型分化是南瓜生物学研究的重要问题。花器官的形成发育是高等植物尤其是葫芦科植物性型分化的重要基础,而雌花的分化对其品质和产量都有重要影响。本研究以两种中国南瓜的品系江蜜
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中国南瓜(Cucurbita moschata D.)是葫芦科(Cucurbitaceae)南瓜属(Cucurbita)的一年生蔓性草本植物,在世界各地都有栽培,尤其在我国栽培更为广泛,具有很高的营养价值和保健功效,中国南瓜花发育及性型分化是南瓜生物学研究的重要问题。花器官的形成发育是高等植物尤其是葫芦科植物性型分化的重要基础,而雌花的分化对其品质和产量都有重要影响。本研究以两种中国南瓜的品系江蜜二号和早蜜本为材料,外源喷施赤霉素(GA3)、乙烯利及乙烯抑制剂硝酸银(Ag NO3)来探讨其在中国南瓜雌花分化中的作用,并研究了其相关的雌花分化基因在中国南瓜的花芽器官中的表达量。主要研究结果如下:1.乙烯利对两种中国南瓜的第一雌花节位都有显著降低的效果,并且随着乙烯利浓度的增大,对两个品系的中国南瓜第一雌花节位的降低更显著。乙烯利300 mg/L浓度处理后对两种中国南瓜的第一雌花降低最显著和单株雌花数增加的最多,此浓度下处理的两个品系的中国南瓜的个别植株出现矮化的现象;乙烯利处理的两个品系的中国南瓜的雌花开花时间与对照比较提前了。2.乙烯抑制剂硝酸银(Ag NO3)150 mg/L、300 mg/L浓度处理的对两种中国南瓜的第一雌花节位和单株雌花数的影响较小,但是硝酸银浓度450 mg/L处理的能够显著延迟两种中国南瓜的第一雌花的产生和减少雌花数;乙烯抑制剂硝酸银处理的雄花开花时间与对照比较提前了。3.通过中国南瓜基因组序列与注释结果,在中国南瓜基因组中查找20个与中国南瓜雌花发育和花器官形成、花芽分化、赤霉素(GA)合成途径相关的基因,然后取两种中国南瓜的花芽器官,实时荧光定量PCR技术检测和基因热图分析相关的基因在花芽器官中的表达量的差异,本研究者试验研究结果发现基因Cmo Ch02G000100和Cmo Ch03G008480的这两个基因在中国南瓜的雌花中与其它的基因相比表达量较高。4.赤霉素(GA3)对两种中国南瓜的性别表达有较大差异,低浓度下赤霉素25 mg/L处理的能够显著的降低品系早蜜本的第一雌花节位和增加单株雌花数,而对品系江蜜二号而言则能够显著延后第一雌花节位,但是单株雌花数与对照相比没有显著性变化。赤霉素100 mg/L浓度处理的显著的降低了品系江蜜二号第一雌花节位并且能够增加单株雌花数,但是此浓度下处理对品系早蜜本的第一雌花节位和雌花数与对照比没有显著变化。取两种中国南瓜经过喷施不同浓度的外源赤霉素处理的幼嫩的雌花花芽,然后实时荧光定量PCR技术检测和基因热图分析发现:在经过赤霉素100 mg/L浓度处理的中国南瓜江蜜二号植株雌花中基因表达量最高的是Cmo Ch03G008480基因,而在其它的浓度处理下该基因表达量较低。这与田间观察的赤霉素100 mg/L处理的江蜜二号的单株雌花数较多相一致;而在赤霉素25 mg/L浓度处理的在中国南瓜品系早蜜本植株的雌花中基因Cmo Ch02G000100表达量最高,在其它浓度处理下,该基因的表达量较低。这可能是不同品系之间的差异造成的结果,也有可能是两个品系的基因型对喷施不同浓度的外源赤霉素(GA3)的敏感性不同有关造成的结果。根据相关的文献报道,推测这两个基因可能与赤霉素合成调节有关系,与雌花的分化有着密切的关系。该基因在植株雌花中表达量较高,如果需要进一步验证该基因是否为与中国南瓜的强雌性状和雌花分化相关的基因,还需要对该基因进行遗传转化,通过过表达基因功能互补试验来验证其功能。
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