【摘要】：黃瓜(Cucumis sativus L.)是設施主栽蔬菜之一,嫁接是增強抗性、提高產量的重要農藝技術。果實表面蠟粉多少是黃瓜商品品質的重要內容,但關于黃瓜果面蠟粉形態(tài)結構及蠟粉形成的分子機制研究較少。本研究選用脫蠟粉能力不同的砧木南瓜嫁接黃瓜,土壤栽培與水培相結合,通過石蠟切片、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)技術觀察果面蠟粉結構特征及其形成過程,利用數(shù)字基因表達譜技術(DGE)和實時熒光定量技術(qRT-PCR)篩選果皮中與蠟粉形成相關基因并研究其表達特性,以期從細胞和分子水平上揭示黃瓜果面蠟粉形成的可能機理。主要結果如下:1.不同類型南瓜砧木嫁接同一品種黃瓜,果面蠟粉量和果皮硅含量均存在顯著差異,脫蠟粉能力弱的南瓜砧木(‘黑籽南瓜’和‘3225’)嫁接的黃瓜,果皮硅含量較高,果面蠟粉較多,而脫蠟粉能力強的南瓜砧木(‘黃誠根2號’和‘3212’)嫁接的黃瓜,果皮硅含量較低,果面蠟粉較少;黃瓜果面蠟粉量與果皮硅含量呈顯著正相關;增加根部硅營養(yǎng),黃瓜果皮硅含量和果面蠟粉量均顯著增加。2.黃瓜果面蠟粉是由子房或果實的外果皮細胞垂直于皮面分裂而成,先進行不均等的垂周分裂,形成蠟粉基細胞、柄細胞和球狀體原始細胞,柄細胞繼續(xù)垂周分裂,形成由1~4個扁平或長形細胞構成的柄部,而球狀體原始細胞經過垂周和平周分裂,分化出細胞數(shù)目不等、形狀各異的蠟粉球狀體;黃瓜果面蠟粉密度前期較高,開花后伴隨果實膨大迅速減小;根據(jù)柄部和球狀體細胞特征,可將蠟粉分為4種類型。3.自根黃瓜和脫蠟粉能力弱的南瓜砧木(‘黑籽南瓜’和‘3225’)嫁接黃瓜,蠟粉表面粗糙,硅化層較厚且破裂較嚴重,球狀體細胞的角質層、胞間層、初生壁、次生壁較厚;脫蠟粉能力強的南瓜砧木(‘黃誠根2號’和‘3212’)嫁接黃瓜,蠟粉表面光滑,硅化層較薄且破裂較少,球狀體細胞的胞間層、初生壁和次生壁較薄。蠟粉形成初期的球狀體細胞內,內質網、線粒體和高爾基體較少,細胞核和液泡體積較小;此后內質網、線粒體數(shù)量增加,液泡體積增大,并出現(xiàn)細小的胞間連絲;成熟蠟粉的球狀體細胞內,含有大量完整的內質網、線粒體、高爾基體和溶酶體,胞間連絲增粗,數(shù)目增多。4.經不同砧木嫁接和硅營養(yǎng)濃度處理,構建了黃瓜果皮的基因表達譜,并從中篩選出3274個差異表達基因(DEGs);通過同源進化分析,得到果皮的CsLSi1、CsLSi6和CsLSi2三個硅轉運蛋白基因;黃瓜果皮硅轉運蛋白基因CsLSi1、CsLSi6和CsLSi2表達受嫁接砧木的影響,利用脫蠟粉能力弱的南瓜砧木嫁接,CsLSi1、CsLSi6和CsLSi2表達量較高,利用脫蠟粉能力強的南瓜砧木嫁接,CsLSi1、CsLSi6和CsLSi2表達量則較低;花后3~5天,CsLSi1、CsLSi6和CsLSi2基因表達量較高。
【學位授予單位】：山東農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S642.2
【圖文】：

II 型蠟粉的柄部由 2~3 個扁平細胞構成，球狀體頭部由 4~8 個細胞組成球形（圖9，D 和 E），此類蠟粉所占比例較高。III 型蠟粉由 1 個細胞組成柄部，1 個細胞組成頭部，且頭部呈“U”形（圖 9，F(xiàn)和 G），這種類型僅發(fā)現(xiàn)于子房發(fā)育早期。IV 型蠟粉的柄部也是由 2~3 個扁平細胞組成，球狀體細胞一般 4~16 個

不同砧木嫁接黃瓜果面蠟粉形成特征及差異基因篩選分發(fā)育成熟的球狀體細胞表面，尚處于發(fā)育階段的蠟粉未見明顯龜裂；伴隨著蠟粉失水、皺縮，5X/F 硅化層龜裂程度最為嚴重，外形最為粗糙；5X 的龜裂較輕。由于蠟粉在此期密度仍較高，蠟粉間的空隙較小，二者均無法辨別蠟粉下果皮是否存在龜裂的碎片、碎屑；5X/H 幾乎未發(fā)生龜裂，表面相對光滑。由于龜裂和碎片脫落，蠟粉分開的遺痕即便在 5X/H也不甚明顯。（圖 12）

5X/F 硅化層龜裂程度最為嚴重，外形最為粗糙；5X 的龜裂較輕。由于蠟粉在此期密度仍較高，蠟粉間的空隙較小，二者均無法辨別蠟粉下果皮是否存在龜裂的碎片、碎屑；5X/H 幾乎未發(fā)生龜裂，表面相對光滑。由于龜裂和碎片脫落，蠟粉分開的遺痕即便在 5X/H也不甚明顯。（圖 12）圖 11 不同黃瓜蠟粉在第 I 時期的形態(tài)結構Fig. 11 The bloom characteristics of different cucumber fruits at stage I* 示蠟粉球狀體；→示蠟粉柄部；○示剛形成的幼小蠟粉細胞，并放大； 示蠟粉粘連的遺痕；Bar：10μm。下同。 indicates bloom spheroid; → indicates bloom stalk; ○ indicates trichome cell forming from exocarp, andpartially enlarged; indicates relic between bloom apart; Bar: 10 μm. The same below.

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本文編號：2792069