论文部分内容阅读
番茄(Solanum lycopersicum)是包括我国在内的世界性重要蔬菜之一,它以其丰富的维生素和营养成分深受广大消费者喜爱,是目前设施栽培面积最大的蔬菜之一,同时也是茄科的重要代表植物。植物的营养成分在受遗传因子控制的同时,也显著受环境的影响。植物能够感知周围环境的光强、光质、光向和光周期并对其变化做出响应,形成了光感受系统。许多研究表明,调节植物光感受系统中的光信号基因,能够影响番茄果实的营养品质,但同时也带来了植株矮化,抗性降低等问题。因此研究光信号基因如何调控植物生长和营养品质代谢及对植物抗性的影响具有重要的现实意义。本研究以番茄(Solanum lycopersicum Mill.)为试验材料,利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术,针对光敏色素下游转录因子如何影响植物生长和光合特性,调节植物营养品质代谢以及对生物胁迫PstDC3000时的抗病机理开展了研究,进一步阐述了光敏色素下游转录因子作为光感受系统中的重要元件所起的作用。主要的研究结果如下：1.利用VIGS技术构建了光敏色素下游四个关键的转录因子的载体pTRV-DET1、pTRV-DDBI、pTRV-COP1及pTRV-CSN5。研究发现沉默番茄光敏色素下游转录因子抑制了番茄植株的生长,影响了番茄植株的光合特性。其中,DET1、CSN5基因沉默植株的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)都有所下降。同时,光敏色素下游转录因子基因沉默也使番茄叶片的叶绿素含量发生了变化。其中,类胡萝卜素的含量提高最为显著。2.研究了不同光敏色素下游转录因子基因沉默对番茄营养品质和抗氧化能力的影响。结果表明,沉默番茄光敏色素下游转录因子在一定程度上提高了番茄的营养品质和抗氧化能力。主要表现为在可溶性糖、类黄酮、总酚、花青素含量和抗氧化能力等方面的提高。其中,DET1、DDB1、CSN5基因沉默植株的类黄酮、总酚、花青素等含量的提高最为明显。3.研究了光敏色素下游转录因子基因沉默植株在Pst DC3000处理后的叶片表型、菌落生长、PAL活性、叶绿素荧光、SA含量和抗病基因表达量等指标,分析光敏色素下游转录因子基因沉默对番茄Pst DC3000胁迫抗性的影响。结果表明,沉默番茄光敏色素下游转录因子降低了番茄对Pst DC3000的抗性。其中,DET1和DDB1基因沉默植株受到的胁迫最为严重,其抗性最低。其主要的机理是因为DET1基因沉默植株的H2O2的没能像TRV植株那样提前爆发,未能诱导植物的水杨酸SA合成基因ICS的上调表达,来进一步增强植物的抗病性。DDB1基因沉默植株H2O2的含量积累过多,也对植物造成了胁迫,降低了植株本身的抗病性。