论文部分内容阅读
菠菜(Spinacia oleracea L.)是典型的长日照植物,雌雄异株抽薹开花期的早晚及雌雄株的比率与杂交育种纯度和产量密切相关。温度、光照和激素等因素是调控植物花芽分化和开花的重要因素,目前光质、光周期和激素对菠菜的生长及性别分化影响的研究尚少,对菠菜抽薹开花期的调控利用不足。因此,研究光质、光周期和激素对菠菜生长与性别表现的影响具有重要意义。本研究通过比较在不同红蓝光配比、光周期和激素处理下,菠菜栽培种材料间在营养品质、抽薹开花时间以及性别表现等植物学特征和生物学特性的差异,并结合生殖发育相关的MADS-box基因表达分析,初步探究了光和激素等外界条件对菠菜的生长发育、营养品质及性别表现等影响的规律。主要研究结果如下:1)通过不同比例红蓝光处理表明,菠菜的株高、株幅、叶片长度、叶片宽度和叶片数量等生长指标显著高于白光对照。其中R4B1和R5B1光质条件更有利于耐抽薹菠菜材料SP75和GS6菠菜植株的营养生长;而R5B1和R3B1光质条件更有利于不耐抽薹菠菜材料SP73和GS8植株的营养生长。另外,红蓝光处理显著提高了菠菜中的维生素C含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量,降低菠菜中的硝态氮含量和β胡萝卜素含量。此外,红蓝光处理菠菜的抽薹开花时间提前显著,其中R4B1和R5B1促进抽薹开花,分别比白光对照组提早抽薹13.3d和15.2 d,开花时间提前32.7 d和21.0 d,同时可诱导雌株产生雄花。2)通过光周期处理表明长光处理增加菠菜植株高度和叶片数量,并且菠菜叶片中维生素C含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量显著高于对照,硝态氮含量低于对照。同时长光处理后菠菜的抽薹开花时间显著提前。对耐抽薹品种来说,长光处理显著提早了菠菜抽薹和开花时间,分别提前了40.2 d和72.1 d;对不耐抽薹品种来说,长光处理也显著提早了菠菜抽薹和开花时间,分别提前7.7 d和52.1 d。3)通过赤霉素处理表明,50 mg/L和100 mg/L GA处理对菠菜的生长发育有积极的影响。喷施GA3处理后菠菜叶片中营养物质变化显著,但不同菠菜材料对赤霉素的影响不尽相同。50和100 mg/L赤霉素使耐抽薹菠菜分别提前抽薹和开花时间32.6 d和4.5 d;对不耐抽薹材料来说,分别提早了菠菜抽薹和开花时间8.7 d和16.7 d。此外,本研究表明乙烯利处理对菠菜的植株大小有影响,但对菠菜抽薹开花期没有明显的影响,对开花期菠菜性别表现也没有明显的影响,并且浓度高时抑制生长,甚至促进菠菜叶片衰老。4)在菠菜中共鉴定出52个MADS-box蛋白,其中I型有16个,II型有36个,其中I型MADS-box基因有14个不含内含子;I型MADS-box蛋白的保守基序数目比II型多;启动子分析显示菠菜MADS-box家族基因启动子区域含有大量光诱导和响应顺式元件;表达模式分析显示菠菜MADS-box基因家族成员具有一定的组织表达特异性,它们在菠菜的根中表达量较低,大部分基因在莲座叶柄、抽薹叶、抽薹叶柄、茎、雄花和雌花中表达都较高,其中So MADS26在抽薹叶和抽薹叶柄中有较高表达量,So MADS33、So MADS49和So MADS51在雄花和雌花中有较高表达量。光质处理可以诱导菠菜MADS-box基因的表达,且So MADS22、So MADS28、So MADS32和So MADS49表达丰度较高,在R4B1、R5B1和R6B1处理下表达较高。