赤霉素调控烟草木质部发育的细胞学研究

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中文摘要：木质部中的纤维素成分是造纸行业重要的原料来源，随着社会发展对木材与纸制品的需求的不断增长，以及木质部在植物生长发育和满足人类生活方面的重要作用，植物木质部形成与发育的调控机制也受到越来越多的关注。本研究利用转基因技术以及外源施用激素处理的方法分别上调和抑制GA水平，对转基因植株35S∷ PtGA20ox、35S∷ PtGA2ox1、NtGA20ox RNAi株系以及经过不同激素处理的野生型植株茎部木质部进行了石蜡切片制片和显微观察，研究并讨论了GA在其中的调控作用。主要研究内容与结果如下: 1.内源GA水平的改变使不同转基因植株表型产生了明显差异。从毛白杨的成熟叶片中提取了高质量的RNA，以cDNA为模板克隆了GA代谢中的2个关键酶基因PtGA20ox与PtGA2ox1，利用转基因技术获得35S组成型启动子启动的烟草转基因植株35S∷ PtGA20ox、35S∷PtGA2ox1。测量这些转基因植株和野生型植株各生长指标后发现，提高内源GA水平明显促进了植株株高、地茎以及叶片等各部分的生长，降低内源GA水平则抑制植株各部分生长。 2.转基因株系转入基因的表达量和活性GA水平均发生了显著变化。利用实时荧光定量PCR技术检测了PtGA20ox与PtGA2ox1基因的表达量，结果显示PtGA20ox、PtGA2ox1基因分别在35S∷ PtGA20ox、35S∷ PtGA2ox1两个转基因株系的根、茎、叶内进行了过量表达;利用液质联用仪对转基因株系根、茎、叶中各类GA水平进行了检测，发现PtGA20ox过量表达的株系活性GA水平显著提高，而PtGA2ox1过量表达的株系活性GA水平则下调。 3.GA对木质部的形成与发育具有正调控作用。提高植株内源GA水平或对植株外源施用GA3在明显促进烟草节间的快速伸长的同时，还促使木质部的形成提前，木质部分化程度提高;降低内源GA水平或外源施用GA合成抑制剂PAC则会使木质部的发育延缓，表明GA在木质部形成与发育过程中起正向调控的作用。不同转基因株系中对GA抑制水平不同，其木质部分化程度具有明显差异，说明木质部发育具有依赖GA浓度的调控机制。此外，研究发现在野生型烟草植株的根部施用生长素IAA，对木质部发育也具有促进作用，而IAA的运输具有极性效应，说明IAA对木质部发育的正调控作用至少部分是通过促进GA的合成实现的。

作者：

李哲馨

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关键词：

赤霉素调控烟草木质部发育转基因株系石蜡切片

授予学位：

硕士

学科专业：

林木遗传育种

导师：

李伟

学位年度：

2014

学位授予单位：

北京林业大学

语种：

中文

中图分类号：