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多胺在菊花花芽启动与保持中的代谢机制研究
  • 项目名称:多胺在菊花花芽启动与保持中的代谢机制研究
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:31101564
  • 申请代码:C150301
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:孙宪芝
  • 依托单位:山东农业大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

用新的生长调节物质解释植物成花现象多年来一直是植物研究的热点之一。多胺是一种与植物成花密切相关的新型植物调节物质,在生物体内起"第二信使"的作用。多胺与植物花芽分化的关系已经在多种植物中得以证明,但其作用机制目前仍不清楚。本研究拟建立菊花成花"抑制-诱导-逆转"三位一体的实验系统,测定不同发育状态下多胺的种类、合成与不同形态间的转化,通过代谢关键酶活性与相关基因的表达,了解多胺在花芽分化过程中的代谢途径;同时,对花芽分化中多胺氧化酶活性进行化学细胞定位研究,分析其在花芽启动与逆转过程中时空表达规律与生理功能。本研究旨在全方位研究菊花花芽启动与花芽保持过程中多胺的代谢机制,为阐明多胺在植物花芽分化中的信号地位提供理论基础。

结论摘要:

本研究建立了稳定的‘神马’菊花花芽分化研究技术体系,探明了‘神马’菊花芽分化的规律,研究了花芽分化启动、保持与逆转过程中多胺的代谢规律、代谢关键酶的活性与基因表达、内源多胺与激素的协同作用、外源多胺对幼苗品质及花芽分化的影响机制等等,完成了既定目标。研究取得的主要成果如下 1. 多胺与多胺氧化酶对菊花花芽分化启动与保持的关系花芽分化起始期,顶芽内游离态 PAs 和结合态 PAs 含量迅速升高,束缚态 PAs 含量下降,花芽分化启动需要较高水平的游离态和结合态 Put 以及游离态的Spd;而高含量的游离态和结合态 Spd 有利于小花原基分化的启动和形成;花冠形成期顶芽内游离态和结合态 Put 达到最低值,但是所有形态的 Spd 含量均高于其它 PAs,而且游离态 Spd 含量显著高于未分化时期。整个花芽分化过程中,菊花顶芽内多胺氧化酶DAO 和 PAO 活性大幅提高,且均显著高于同期叶片和根内两种酶活性。短日条件下,DAO 和 PAO 参与了多胺对菊花成花的调控。 2. 内源多胺与激素协同调控菊花的花芽分化 外源多胺及多胺合成抑制剂可能通过影响内源多胺含量从而影响内源激素或者直接影响内源激素和内源多胺,进而调控花芽分化。内源Put与IAA关系密切,高水平的内源Put不利于IAA的积累;ZR和iPA含量与内源多胺总量的变化趋势一致;外源多胺及多胺合成抑制剂对GA的影响主要在花序分化期和小花分化期,且高水平的内源Spd和Put不利于GA的积累。 3. 多胺氧化酶活性及木质素沉积与菊花花芽分化的关系外源 Spd显著促进了花芽分化阶段多胺氧化酶活性和木质素的合成;D-Arg 抑制了花芽分化,降低了多胺氧化酶活性及木质素的合成。短日照条件下,多胺可能通过影响多胺氧化酶活性及其产物 H2O2浓度影响木质素的合成,从而调控菊花的花芽分化进程。 4. 亚精胺参与调控菊花不定根的发生,提高幼苗质量外源Spd处理可以比对照提前2 d生根,并且对生根和种苗质量提高有显著效果,增加了扦插菊花叶片叶绿素、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白的积累,显著提高茎基部IAA的含量以及IAA/ABA和IAA/ZR的比值,降低了ABA、ZR、JA、GA含量,同时提高茎基部POD和PPO活性;DCHA对生根和种苗质量有抑制作用;DCHA处理完再用Spd处理的插穗可以缓解DCHA的抑制。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 6
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
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