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木薯野生祖先种与栽培品种在光合效率、块根淀粉积累效率两方面均存在显著的差异,其本质是两类不同的基因型对热带环境因子光照、温度、土壤水分与养分吸收利用的反应存在遗传差异。本研究采用已经完成全基因组测序的野生种W14与栽培品种KU50,SC205进行相互嫁接,对嫁接方法及环境条件进行优化,获得嫁接基因型嵌合苗。通过系统的生理与表型分析,淀粉合成与光合关键基因表达量的分析,探索木薯库强变化对于地上部生长发育的影响,对木薯生长发育和育种提供基础。1、W14种子浸泡24 h不同浓度萘乙酸(NAA)与赤霉素(GA3)混合激素溶液。从中筛选出NAA与GA3混合激素溶液终浓度均为100 mg/L时,W14种子发芽率最高,达52%。2、C3野生型W14与C3-C4栽培型KU50、SC205,相互嫁接。通过芽接与劈接法的对比,筛选出适宜的嫁接手法-劈接。对嫁接后管理条件进行优化,得到适当的嫁接管理方案:温度27-29℃,暗培养24 h后,逐渐增加光照;嫁接前三天湿度控制在90%以上,后逐渐降低湿度至正常。3、对嫁接与非嫁接植株表型统计、株高和茎粗的测定,结果显示群体中嫁接植株的植物学形态特征变化不明显。但嫁接苗K/W与S/W(接穗/砧木)的株高分别高于非嫁接植株KU50和SC205,而茎粗正好相反,其中嫁接植株株高的生长贡献绝大部分来源于接穗。4、于嫁接后60 d、90 d、180 d和210 d,对嫁接与非嫁接植株进行光合速率及叶绿素含量测定,结果显示野生型的砧木会抑制栽培型接穗的光合效率,相反的,栽培型砧木则会促进野生型接穗的光合效率。说明地上部的生长发育与砧木的选取有关,砧木库强的增加,有利于植株的生长发育;库强降低则起到相反的作用。5、选取具有代表性的光合通路3个关键基因家族成员MeRibulose,MePEPC和Mech lPPDK,利用GenBank和JGI的木薯基因组数据库下载相关信息,通过荧光定量PCR分析其表达量,其中嫁接植株K/W、S/W(接穗/砧木)分别与非嫁接植株KU50、SC205相比较,MechlPPDK表达量降低,并且变化差异显著。而MeRibulose,MePEPC的表达量在嫁接与非嫁接品种间变化差异显著性不高,表明砧木的不同,会影响关键基因的表达进而影响植株地上部的生理特性。本研究旨在获得嫁株嵌合植株的同时,可以进一步阐述嫁接后,木薯库强变化对植株表型、叶片淀粉合成、光合效率以及光合通路关键基因等的影响,并确定源与库的变化给植株生长发育带来的变化,为以后挖掘木薯源、流、库之间内在协调机制做了前期工作,也为接下来的育种工作以及木薯生产提供参考依据。