【摘要】：核桃(Juglans L.)產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)之路是實(shí)現(xiàn)良種無性繁殖,扦插是木本植物主要的繁殖方式,而核桃屬于難生根植物,尤其采用栽培品種和成齡植株為試材時(shí)不定根發(fā)生極難,這一現(xiàn)象對許多經(jīng)濟(jì)林樹種而言具普遍性。在前人研究基礎(chǔ)上,本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過多年試驗(yàn),采用嫁接和埋干黃化等措施將成齡插穗復(fù)幼,成功地誘導(dǎo)了核桃等許多難生根木本植物不定根發(fā)生。但目前針對復(fù)幼處理促進(jìn)不定根發(fā)生能力的生理機(jī)制研究,特別是關(guān)于不定根發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)控因素--植物內(nèi)源激素和外源生長調(diào)節(jié)劑的作用原理,還缺乏深入的認(rèn)識。所以本研究以核桃品種‘中寧盛’為試材,建立了多激素免疫膠體金定位技術(shù)體系,從組織、生理及分子水平上研究了核桃嫩枝插穗復(fù)幼前后不定根發(fā)生的調(diào)控機(jī)制,獲得以下主要結(jié)果:一、改進(jìn)適用于核桃半木質(zhì)化材料的石蠟組織切片法,改良了適于半木質(zhì)化樣本的石蠟組織切片免疫組織化學(xué)定位體系,具體改進(jìn)是:用多聚甲醛和戊二醛固定劑對核桃插穗半木質(zhì)化材料進(jìn)行固定;烤片時(shí)用40℃可保持既不脫片并保存抗原活性;適宜免疫組化反應(yīng)的抗體稀釋倍數(shù)分別是,吲哚乙酸(IAA)和脫落酸(ABA)是一抗50×和二抗50×,赤霉素(GA3)和玉米素核苷(ZR)是一抗100×和二抗50×;最佳銀擴(kuò)增顯影條件為26℃下15~20 min。二、經(jīng)組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)核桃復(fù)幼插穗的不定根原基發(fā)生于髓射線正對的形成層和韌皮部的交叉區(qū)域。在已有高生根率、長勢一致的核桃嫩枝扦插體系的基礎(chǔ)上,即扦插20d后核桃品種‘中寧盛’的復(fù)幼插穗生根率達(dá)到98.1%,而未經(jīng)復(fù)幼處理(成齡)的插穗沒有不定根發(fā)生。復(fù)幼插穗扦插3d時(shí)形成層細(xì)胞開始旺盛分裂,第4d形成層明顯增厚,隨后產(chǎn)生分生組織,7d時(shí)可觀察到細(xì)胞分裂引起的根原始細(xì)胞發(fā)生,9d時(shí)根原基形成并向外生長,15d時(shí)不定根發(fā)育完全。三、復(fù)幼處理改變了核桃插穗的內(nèi)源激素水平。采用連續(xù)組織切片通過免疫組織化學(xué)測定,結(jié)合對復(fù)幼扦插過程多種內(nèi)源激素的高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-MS)測定,同步研究了不定根發(fā)生過程中內(nèi)源IAA、ABA、GA3、ZR和玉米素(ZT)的時(shí)空分布及動態(tài)變化。發(fā)現(xiàn)不定根誘導(dǎo)初期,多種植物激素主要分布于成熟插穗和復(fù)幼插穗基部的韌皮部篩管和伴胞中。并且,復(fù)幼插穗中IAA水平高于成熟插穗,而ABA、GA3和ZR水平則是成熟插穗中高。四、發(fā)現(xiàn)復(fù)幼插穗在生根誘導(dǎo)過程中的多激素時(shí)空分布特征。發(fā)現(xiàn)GA3早于IAA、ABA和ZR分布在韌皮部篩管和其伴胞以外的細(xì)胞中,隨后在形成層和韌皮部的交叉區(qū)域中觀察到IAA積累,并且根原基發(fā)生于此。但是,在成熟插穗中四種植物激素一直主要在篩管和伴胞中分布。因此,篩管及其伴胞中多種植物激素水平的改變和相關(guān)激素活性的提高,尤其在形成層和韌皮部交叉部分IAA水平的提高可能解釋復(fù)幼處理提高不定根發(fā)生能力的原因。并進(jìn)一步根據(jù)研究結(jié)果提出核桃復(fù)幼插穗的植物激素時(shí)空變化模型。五、外源IBA誘導(dǎo)調(diào)控插穗內(nèi)源激素改變是促進(jìn)不定根發(fā)生的另一重要因素。外源生長素誘導(dǎo)處理對核桃插穗生根率有顯著影響,IBA誘導(dǎo)處理的插穗在扦插過程中內(nèi)源激素變化明顯,IAA和GA3逐漸升高,于5d時(shí)分生組織形成時(shí)達(dá)到峰值后降低;ABA先降低,至7d時(shí)短暫回升后再下降;ZT于5d后才開始升高。六、采用核桃插穗扦插不同天數(shù)的RNA-seq數(shù)據(jù)和激素含量變化進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)PIN6、ABP19、SAUR21、GA2ox和GA20ox2等5個(gè)基因與激素含量變化相關(guān),GO和KEGG分析表明這些基因主要參與生長素運(yùn)輸(PIN6)、響應(yīng)外源生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)響應(yīng)(SAUR21)、生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受體(ABP19)和赤霉素合成(GA2ox和GA20ox2)。本研究在組織化學(xué)、生理生化及分子水平上闡釋核桃復(fù)幼處理促進(jìn)根原基發(fā)生的內(nèi)源激素互作機(jī)制方面有創(chuàng)新。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S664.1

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本文編號：2355992