赤霉素誘導(dǎo)葡萄單性結(jié)實(shí)與促進(jìn)坐果分子機(jī)制的研究
本文選題:赤霉素 + 葡萄坐果 ; 參考:《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文
【摘要】:落花落果是葡萄生產(chǎn)中常見的問題之一,也是影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。激素對葡萄落花落果的影響非常重要。生產(chǎn)中利用外源赤霉素處理可以有效地提高葡萄座果率,促進(jìn)無核果形成和果粒增大。因此,赤霉素處理作為生產(chǎn)中的一種常規(guī)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用了幾十年。但到目前為止,外源赤霉素在調(diào)控葡萄坐果過程中的作用機(jī)制以及坐果過程中內(nèi)源赤霉素與其他植物激素的關(guān)系并不清楚。本研究以在坐果期容易發(fā)生落果的‘峰后’葡萄作為試材,從生理生化和分子水平分析了赤霉素與生長素和細(xì)胞分裂素在坐果過程中的作用及相互關(guān)系,同時研究了赤霉素處理對葡萄花序中蔗糖代謝和坐果的影響。主要研究結(jié)果如下:1. 花期給去雄的葡萄子房分別噴施不同的植物生長調(diào)節(jié)劑:4-CPA、6-BA、GA3、4-CPA+GA3、 6-BA+GA3和4-CPA+6-BA,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有的處理都能誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)的產(chǎn)生。但在沒有赤霉素(4-CPA、6-BA和4-CPA+6-BA)的處理中,誘導(dǎo)的果實(shí)小于有赤霉素(GA3、4-CPA+GA3和6-BA+GA3)處理的果實(shí)。施用赤霉素合成抑制劑多效唑(PAC)會抑制4-CPA和6-BA誘導(dǎo)的坐果和果實(shí)生長,但隨后再噴施赤霉素,其座果率和果實(shí)生長又可以恢復(fù)至一定的水平。和未授粉的子房相比,4-CPA和6-BA處理的子房中活性赤霉素濃度增加。但在花后7天和21天(葡萄的坐果和果實(shí)膨大期)赤霉素濃度要低于授粉子房。這說明生長素和細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)的單性結(jié)實(shí)需要下游赤霉素的參與,赤霉素對促進(jìn)葡萄果粒增大具有重要作用。2.4-CPA和6-BA處理的子房在花后1-14天,赤霉素合成基因VvGA20ox1、VvGA20ox2和VvGA20ox3的表達(dá)高于未授粉處理;ê7天,4-CPA或6-BA處理的子房中VvGA3ox1的表達(dá)顯著高于末授粉子房。而花后1-21天,VvGA3ox2基因在所有處理中表達(dá)逐漸下降;ê21天,授粉和4-CPA誘導(dǎo)的果實(shí)中VvGA3ox3在轉(zhuǎn)錄水平有所升高。與赤霉素合成基因的表達(dá)模式正好相反,4-CPA和6-BA誘導(dǎo)的果實(shí)中赤霉素鈍化基因VvGA2oxs在開花后都表現(xiàn)出較低的轉(zhuǎn)錄水平。尤其在花后7天,VvGA2ox3和VvGA2ox4這兩個基因在4-CPA和6-BA誘導(dǎo)果實(shí)中的表達(dá)要比在未授粉子房中的表達(dá)低很多。這些結(jié)果表明4-CPA和6-BA通過增強(qiáng)赤霉素合成抑制赤霉素鈍化過程,促進(jìn)活性赤霉素的積累,從而誘導(dǎo)葡萄坐果。3. 開花前10天對葡萄花序進(jìn)行赤霉素處理,在促進(jìn)葡萄坐果的同時,增強(qiáng)了酸性轉(zhuǎn)化酶,尤其是液泡轉(zhuǎn)化酶的活性,并增加了果實(shí)中的糖含量。而PAC處理的花序座果率和酸性轉(zhuǎn)化酶的活性以及糖含量都受到抑制。4. 葡萄的3個酸性轉(zhuǎn)化酶基因主要在花和幼果中表達(dá),而大部分中性轉(zhuǎn)化酶基因不在幼果中表達(dá)或表達(dá)模式不具有組織特異性。原位雜交的結(jié)果顯示VvCWIN, VvGINl和VvGIN2基因都定位到葡萄子房壁韌皮部中,表明它們在調(diào)控幼果庫強(qiáng)和碳水化合物的分配過程起到重要的作用。5. VvCWIN的表達(dá)只在開花前受到赤霉素處理的誘導(dǎo)。而在坐果期間,赤霉素處理中VvGIN1的表達(dá)顯著高于對照,PAC處理對VvGIN1的表達(dá)起到抑制作用。在花后2天和花后14天,赤霉素處理中VvGIN2的表達(dá)也顯著高于對照,但PAC對VvGIN2的表達(dá)沒有影響。此外,GA處理對VvGIN1啟動子活性的誘導(dǎo)也強(qiáng)于VvGIN2啟動子。這些數(shù)據(jù)表明外源噴施赤霉素處理可以誘導(dǎo)液泡轉(zhuǎn)化酶基因(特別是VvGIN1)的表達(dá),提高坐果期間的液泡轉(zhuǎn)化酶活性,使輸入子房的碳水化合物的增多,從而促進(jìn)葡萄坐果。根據(jù)以上研究,我們認(rèn)為赤霉素、生長素和細(xì)胞分裂素都可以引起葡萄的單性結(jié)實(shí)。由生長素和細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)的單性結(jié)實(shí)是通過促進(jìn)下游活性赤霉素的合成來完成的,但生長素和細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)的果實(shí)因?yàn)槌嗝顾睾枯^低,小于正常授粉得到的果實(shí);花前10天的赤霉素處理通過上調(diào)坐果期間果實(shí)中液泡轉(zhuǎn)化酶基因(特別是VvGIN1)的表達(dá),提高液泡轉(zhuǎn)化酶活性和果實(shí)中的糖含量,從而促進(jìn)葡萄坐果。
[Abstract]:In this paper , the effect of gibberellin on the fruit setting of grape is very important . The effect of gibberellin on the fruit setting of grape is very important . The effect of gibberellin on the fruit setting and the relationship between the endogenous gibberellin and other plant hormones are not clear . 4 - CPA , 6 - BA and 4 - CPA + 6 - BA . In order to promote the fruit of grape , the activity of acid convertase , especially vacuolar converting enzyme , was increased , and the sugar content in the fruit was increased . The rate of fruit and acid convertase activity and sugar content of PAC were inhibited . The results of in situ hybridization showed that VvCWIN , Vvginl and Vvgin2 genes were all located in VvCWIN , Vvginl and Vvgin2 genes , indicating that they play an important role in regulating the distribution of strong and carbohydrate in young fruits . The results showed that gibberellin , auxins and cytokinins could induce the expression of VvG1 2 . In addition , GA treatment could induce the expression of VvG1 2 .
The gibberellin treatment of the first 10 days of the flower increases the expression of the vacuolar converting enzyme gene ( in particular VvG1 ) in the fruit during the fruit setting , thereby improving the activity of the vacuolar converting enzyme and the sugar content in the fruit , thereby promoting the fruit setting of the grape .
【學(xué)位授予單位】:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:S663.1
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