【摘要】：煙草(Nicotiana tabacum L.)苗期受到持續(xù)低溫脅迫容易發(fā)生早花,進(jìn)而導(dǎo)致煙草有效葉片數(shù)減少,這不僅影響煙草的長(zhǎng)勢(shì),更影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。探究苗期低溫導(dǎo)致早花的相關(guān)分子機(jī)理顯得尤為迫切。本研究從油菜素內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和花發(fā)育兩個(gè)生物學(xué)途徑角度,以油菜素內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和花發(fā)育相關(guān)基因?yàn)榍腥朦c(diǎn),檢測(cè)莖尖發(fā)育動(dòng)態(tài)觀察和相關(guān)基因在莖尖中相對(duì)表達(dá)量,深入探究苗期低溫處理對(duì)植株花芽分化時(shí)間和現(xiàn)蕾時(shí)間的影響以及具體的分子機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:一、GO注釋分析與BINGO富集分析通過(guò)對(duì)油菜素內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因和成花相關(guān)基因之間的GO功能注釋分析與BINGO富集分析,發(fā)現(xiàn)油菜素內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑與花發(fā)育相關(guān)基因之間存在顯著相關(guān)性。油菜素內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑與花發(fā)育相關(guān)的生物學(xué)途徑富集結(jié)果均指向BRI1與SVP基因。SVP基因在溝通BR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途經(jīng)與花發(fā)育途徑之間可能起到關(guān)鍵性作用。二、苗期低溫對(duì)花芽分化及現(xiàn)蕾期的影響研究選用花芽分化響應(yīng)苗期低溫敏感性存在差異的烤煙材料遵煙6號(hào)和LM4,利用體式顯微鏡觀察二者苗期低溫誘導(dǎo)處理后以及常溫對(duì)照處理的莖尖分生組織的動(dòng)態(tài)花芽分化過(guò)程。結(jié)果表明:在6片葉時(shí)期對(duì)遵煙6號(hào)和LM4進(jìn)行12℃、10天的低溫處理可以使煙株開始發(fā)生花芽分化起始的時(shí)間分別提前5天和3天。同時(shí)遵煙6號(hào)與LM4低溫處理的莖尖花芽分化整個(gè)階段比常溫處理分別延遲4天和2天;現(xiàn)蕾期到植株中心花開放時(shí)間分別比常溫處理延遲4天和1天。遵煙6號(hào)與LM4低溫處理植株有效葉數(shù)比常溫處理植株分別少6.8片和2.8片葉。苗期低溫會(huì)促進(jìn)遵煙6號(hào)和LM4的花芽分化起始提前,葉原基及葉片數(shù)減少,但遵煙6號(hào)和LM4的花芽分化進(jìn)程卻因此減緩,隨后生殖生長(zhǎng)進(jìn)程減慢,乃至于現(xiàn)蕾期、中心花開放期隨之延遲。說(shuō)明低溫處理的煙株花及花序發(fā)育時(shí)間比常溫處理可能延遲,苗期持續(xù)低溫會(huì)阻礙煙株花發(fā)育的進(jìn)程,延長(zhǎng)生殖生長(zhǎng)過(guò)程。遵煙6號(hào)花芽分化起始響應(yīng)苗期低溫誘導(dǎo)較LM4更敏感,低溫處理的遵煙6號(hào)較常溫處理葉片數(shù)減少數(shù)量高于LM4。三、苗期低溫對(duì)花芽分化期間相關(guān)基因表達(dá)的影響以遵煙6號(hào)和LM4為材料,在不同溫度處理?xiàng)l件下,對(duì)NtBRI1、NtBSK3、NtSVP和NtFLC基因在花芽分化階段定量分析的結(jié)果表明:NtBRI1與NtBSK3基因表達(dá)量的上調(diào)可能與NtSVP基因的上調(diào)有直接關(guān)系。同時(shí)BR信號(hào)的激活與延遲莖尖花芽分化階段的發(fā)育可能有直接關(guān)系。普通煙草花芽分化響應(yīng)苗期低溫誘導(dǎo)與BR信號(hào)通路之間存在一定關(guān)聯(lián),苗期持續(xù)一段時(shí)間的低溫會(huì)增強(qiáng)BR信號(hào)通路,可能減少NtSVP和NtFLC的表達(dá)量,從而減少二基因?qū)ㄑ糠只鹗嫉囊种谱饔?從而誘使花芽分化提前�；ㄑ糠只憫�(yīng)苗期低溫誘導(dǎo)的敏感性與NtBRI1、NtBSK3表達(dá)的增強(qiáng)、NtSVP和NtFLC的減少程度有關(guān)。四、BR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途經(jīng)對(duì)開花建成相關(guān)基因表達(dá)的影響通過(guò)對(duì)遵煙6號(hào)和LM4材料6片葉時(shí)期噴施外源BR激素,探究BR信號(hào)對(duì)NtSVP和NtFLC基因表達(dá)的影響。在外源BR激素噴施3小時(shí)-15小時(shí)內(nèi),基因NtBRI1、NtBSK3和NtSVP就呈現(xiàn)表達(dá)量上調(diào)的趨勢(shì)�；騈tBRI1與NtBSK3同時(shí)響應(yīng)了BR激素的刺激,在同一時(shí)間段達(dá)到表達(dá)峰值,而NtSVP基因的表達(dá)峰值晚于NtBRI1與NtBSK3基因的表達(dá)峰值,推遲了3個(gè)小時(shí)。說(shuō)明NtBRI1、NtBSK3基因與NtSVP基因在時(shí)間上可能存在協(xié)同關(guān)系。同時(shí)也存在這樣一種可能性,即NtSVP基因在BR信號(hào)傳導(dǎo)的下游發(fā)揮作用。遵煙6號(hào)響應(yīng)外源BR激素較LM4迅速。LM4和遵煙6號(hào)在外源BR激素刺激后基因NtSVP的響應(yīng)速度一致。另外,兩個(gè)材料莖尖中NtFLC基因在外源BR激素噴施的第33小時(shí)呈現(xiàn)明顯的上調(diào)。說(shuō)明外源BR激素的刺激可能會(huì)直接影響植株莖尖中NtFLC基因的表達(dá)量,而且是正相關(guān)的關(guān)系。據(jù)此推測(cè):植株莖尖中BR信號(hào)的激活可能是NtSVP和NtFLC基因表達(dá)上調(diào)的原因。BR信號(hào)相關(guān)基因(NtBRI1、NtBSK3)與NtSVP以及NtFLC基因表達(dá)之間存在時(shí)間上的協(xié)同性。NtSVP基因可能有聯(lián)系BR信號(hào)與NtFLC基因的“橋梁”作用,共同影響植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的發(fā)育進(jìn)程。
【圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述織特異性，如 APETALA1（AP1）、APETALA3（AP3）[40-41]。這些基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子以二聚體或多聚體的形式與特定的 DNA 序列結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)花發(fā)育過(guò)程直接或間接的調(diào)控。因此，研究 MIKC 型 MADS-box 蛋白之間的相互作用機(jī)理對(duì)進(jìn)一步探究植物莖尖花芽分化階段機(jī)理具有指導(dǎo)意義。

第一章 文獻(xiàn)綜述在幼葉中調(diào)節(jié) FT 基因的表達(dá)。SVP 基因位于自動(dòng)途徑 FCA、FVE 基因下游達(dá)受光照、溫度等因素的影響，其功能是維持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，能夠抑制成花但不光周期和春化作用對(duì)成花時(shí)間的影響�；騾⑴c花分生組織的形成，影響開徑中的整合因子 FT、SOC1、FLC 表達(dá)[81]。植物開花調(diào)控是一個(gè)很復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)，不僅有時(shí)間上的延續(xù)性，包括營(yíng)長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的過(guò)渡時(shí)期，以及花建成時(shí)期的花芽分化階段，和隨后花的生育階段而且在空間上也有著密切聯(lián)系，包括激素的運(yùn)輸以及不同激素之間的作用等等，，如果在涉及到基因之間的調(diào)控關(guān)系更是氣象萬(wàn)千。因此這種在不物中表達(dá)模式上存在相反的結(jié)果不僅僅是 SVP 單類基因所能決定的，勢(shì)必存他類基因的調(diào)控機(jī)制。不同類別基因在不同植物模式下組成不同的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)著植物開花的進(jìn)程。以不同調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為切入點(diǎn)、以煙草為模式植物深入探究基因調(diào)控機(jī)制是如何相互聯(lián)系進(jìn)而調(diào)控植物開花時(shí)間，是為試驗(yàn)指明了方向
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S572

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2634277