發(fā)布時間：2017-12-10 19:38

  本文關鍵詞：外源生長素和赤霉素信號調控煙草種子休眠與萌發(fā)的機理

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【摘要】：通過改變種子吸脹階段激素信號的水平,外源添加激素調節(jié)種子休眠和萌發(fā)狀態(tài)對于人工控制種子萌發(fā)和幼苗發(fā)育具有重要的意義。本研究以煙草品種南江3號的種子為材料,通過轉錄組和激素含量研究了種子萌發(fā)的生理發(fā)育過程。在此基礎上,從轉錄代謝網絡和激素平衡水平揭示了吸脹階段赤霉素信號促進種子休眠釋放和萌發(fā),吸脹階段生長素信號促進種子次生休眠和抑制萌發(fā)的作用機理。主要研究結果如下:種子萌發(fā)起始階段β-1,3葡聚糖酶(βGluⅠ)活性逐漸升高,在72h左右達到最高值,隨后又逐漸降低。脫落酸ABA含量在干種子中最高,在胚根突出種子中最低,整個萌發(fā)過程中呈下降趨勢;而活性赤霉素(GA_(1+3))含量在胚乳破裂前顯著升高,生長素(IAA)含量在種子萌發(fā)過程中無顯著差異。通過四個發(fā)育時期轉錄組水平的兩兩間差異分析和時間序列分析,結果表明干種子在吸水過程中代謝逐漸恢復,在吸水階段細胞壁水解代謝已經開始,吸脹后,細胞分裂、增殖和分化代謝活躍。在胚根突出中的種子光合作用代謝已經處于活躍狀態(tài)。而氧化應激反應,激素信號,能量代謝在整個種子萌發(fā)過程中均保持活躍狀態(tài)。煙草種子在100mg/L GA3溶液引發(fā)24h后萌發(fā)胚根突出更加整齊一致。在萌發(fā)起始和胚根膨大階段赤霉素引發(fā)處理的種子內源GA_(1+3)含量和βGluⅠ酶活性顯著高于水引發(fā)和未引發(fā)種子。以未引發(fā)種子為對照,轉錄組分析結果表明水引發(fā)與赤霉素引發(fā)種子差異表達基因在萌發(fā)時有93.90%和胚根膨大時有83.89%表達模式相同。GO和KEGG富集結果表明,GA促進種子萌發(fā)是基于萌發(fā)起始時與激素信號通路,氨基酸和谷胱甘肽代謝相關;在胚根膨大階段和光合作用,氧化應激代謝、糖代謝、苯丙烷生物合成代謝有關。煙草種子浸泡在1000mg/l生長素溶液24h比低濃度生長素溶液浸泡或者水浸泡的種子萌發(fā)明顯降低。與ddH_2O處理的種子相比,1000mg/l生長素溶液處理后種子的液泡不能正常展開,胚根表型也較弱。梯度濃度的生長素溶液與水溶液等不同處理之間β-1 3葡聚糖酶活性和ABA含量無顯著差異,但外源生長素浸泡后的種子GA含量明顯提高,在高濃度外源生長素存在的情況下,種子保持為休眠,當生長素濃度降低時種子又開始逐漸萌發(fā)。主成分分析表明,生長素響應的次生休眠種子的轉錄組更類似于吸脹種子而不是初生休眠種子，生長素響應的萌發(fā)的種子轉錄組更類似于常規(guī)萌發(fā)的種子而不是生長素誘導次生休眠的種子。差異表達基因富集分析的結果表明,生長素響應的種子次生休眠與黃酮醇生物合成的過程,赤霉素代謝過程,腺苷甲硫氨酸還原酶活性,硫氧還蛋白的活性,谷氨酸合酶活性和染色質的修飾有關。生長素響應的萌發(fā)與脫落酸、生長素、茉莉酸和水楊酸介導的激素信號通路,紅光、遠紅光、藍色光等的光信號通路,谷胱甘肽和蛋氨酸代謝有關。
【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S572

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

1 帥海威;孟永杰;羅曉峰;陳鋒;戚穎;楊文鈺;舒凱;;生長素調控種子的休眠與萌發(fā)[J];遺傳;2016年04期

2 李振華;王建華;;種子活力與萌發(fā)的生理與分子機制研究進展[J];中國農業(yè)科學;2015年04期

3 劉一靈;劉仁祥;李振華;葉定勇;龍明錦;;GA_3和6-BA協(xié)同引發(fā)對煙草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J];種子;2013年12期

4 李振華;;煙草種子萌發(fā)的激素效應研究進展[J];云南農業(yè)大學學報(自然科學);2013年03期

5 彭茂林;杜康兮;李立芹;;3種植物生長調節(jié)劑對煙草種子萌發(fā)的影響[J];種子;2012年07期

6 譚晰;朱列書;;GA_3對不同年份煙草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J];現(xiàn)代農業(yè)科技;2011年05期

7 劉建利;;7種激素對蒺藜狀苜蓿種子發(fā)芽的影響[J];干旱地區(qū)農業(yè)研究;2010年02期

8 Muhammad Farooq;Shahzad M A Basra;Abdul Wahid;Nazir Ahmad;;Changes in Nutrient-Homeostasis and Reserves Metabolism During Rice Seed Priming:Consequences for Seedling Emergence and Growth[J];Agricultural Sciences in China;2010年02期

9 王玉芳;賀化祥;張明生;彭斯文;徐利;楊小蕊;翟欣;;光照、溫度和鹽脅迫對紅花大金元種子萌發(fā)的影響[J];種子;2009年12期

10 王樹會;趙高坤;楊志強;張紅艷;;極端高溫對煙草種子萌發(fā)的影響[J];中國種業(yè);2009年09期

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本文編號：1275668