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本文以霍格兰氏液体培养的紫心甘薯品种“山川紫”和“A5”为试材、以白心甘薯品种“禺北白”为对照,通过0、0.5、5.0、50、500μmol/L外源赤霉素处理,探讨了不同浓度赤霉素对3个甘薯品种生长、花青素合成及花青素合成途径中相关酶基因表达的影响,旨在为阐明花青素在紫心甘薯中合成与积累的机制提供实验和理论基础。研究结果如下:
1.低浓度赤霉素(0.5μmol/L、5.0μmol/L)对三个品种甘薯根长度的影响很小,对其他部位的生长发育有不同程度的促进作用,其中5.0μmol/L赤霉素作用效果优于0.5μmol,/L;而高浓度的赤霉素不利于甘薯的生长发育。
2.低浓度的赤霉素促进“禺北白”、“A5”、“山川紫”各部位花青素的合成和积累,5.0μmol/L赤霉素的促进效果最好。而高浓度赤霉素则对这三个品种甘薯各部位花青素合成和积累产生抑制作用。
3.赤霉素对紫心甘薯花青素合成相关酶基因表达的影响具有品种和组织特异性。在“禺北白”、“A5”根,“A5”、“山川紫”茎及“禺北白”、“A5”、“山川紫”叶中,CHS基因的表达受赤霉素的调控。其中,“禺北白”根和“山川紫”茎和叶中,该基因在不同浓度赤霉素下的表达变化与花青素积累的变化一致;在“禺北白”、“A5”和“山川紫”根,“禺北白”和“A5”茎及“禺北白”和“山川紫”叶中,CHI基因的表达受赤霉素调控,其中在“山川紫”根和“A5”茎中该基因表达的变化与花青素积累的变化一致;在“禺北白”、“A5”和“山川紫”根,“禺北白”、“A5”和“山川紫”茎及“禺北白”叶中,F3H基因的表达受赤霉素调控,其中在“A5”茎中该基因表达的变化与花青素积累的变化一致;在“禺北白”、“A5”和“山川紫”根,“禺北白”、“A5”、和“山川紫”茎及“禺北白”和“山川紫”叶中,DFR基因的表达受赤霉素调控;在“禺北白”和“A5”根,“A5”茎及“禺北白”和“山川紫”叶中,ANS基因的表达受赤霉素调控,其中在“A5”根中该基因表达的变化与花青素积累的变化一致,而在“A5”茎中所有浓度的赤霉素均使该基因的表达下调。除此之外,其余酶基因均不受赤霉素调控。