论文摘要
根系作为植物最为重要的器官之一,对植物的生长发育起着决定性的作用。生长素作为一种重要的植物生长发育调节激素,通过合成、转运、响应等途径参与调控根系形成和发育过程。前期研究发现鸡干扰素（ChIFN）能促进烟草（Nicotiana tabacum L.）不定根形成和发育,但该影响与生长素之间的关系尚未得到阐明。本论文以模式植物烟草和百脉根（Lotus corniculatus L.）为对象,对通过ChIFN内源（转基因植物）和外源处理的野生型亲本植物根系发育、生长素分布及其分子调控机制等进行研究,旨在揭示ChIFN-α、ChIFN-γ两种ChIFN介导的植物根系发育过程中生长素的调节作用。主要研究内容及结果如下:1转ChIFNs基因植物的获得、鉴定及分析通过农杆菌介导法将ChIFN-γ基因遗传转化烟草,经报告基因产物GUS蛋白组织化学染色及目的基因PCR扩增检测表明,获得转ChIFN-γ基因烟草（TP）15株;对转ChIFN-α基因的T4代烟草以及T0代百脉根进行了分子检测,表明ChIFN-α基因稳定存在于受体植物中。ChIFN-γTP烟草幼苗移栽42d内的观察表明,TP烟草植株高,叶片多,ChIFN-γ基因导入促进了受体烟草的生长。2 ChIFN对烟草和百脉根根系发育的影响离体水培生根诱导实验表明,ChIFN-α和ChIFN-γ两种TP烟草和ChIFN-αTP百脉根不定根形成均提前6d,采用800 IU的两种外源ChIFN处理时则提前3d形成。组培和土培试验均表明,ChIFN-γTP烟草发育同期的不定根根数和根长均高于WT,诱导发育15d时的根数和根长分别为WT的9.09倍、7.06倍、5.06倍和2.23倍、2.66倍、2.41倍;两种TP烟草土培苗根系发育优于WT,其根数多、根长度大、根系活力高。研究表明,内外源ChIFN均可促进烟草和百脉根的根系形成和发育。3转ChIFN-α基因百脉根不定根发生物质及保护调节物质变化对不定根发生调控物质过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）的测定表明,和WT相比较,外源ChIFN-α处理以及ChIFN-αTP植株在发育同期具有较高酶含量,TP的POD和PPO活性分别在第9d和第3d时达到高峰,分别为WT的141.23%和141.97%（p<0.01）。研究表明,PPO和POD参与了百脉根不定根的形成和发育过程。不定根水淹胁迫发育过程中,内外源ChIFN-α处理组的丙二醛（MDA）和过氧化氢酶（CAT）出现响应变化而增强植物抗逆性。4 ChIFN-α介导百脉根不定根发育过程中的生长素分布ELISA酶联免疫检测表明,转ChIFN-α基因百脉根顶芽的生长素含量在水培6d、9d和12d时均高于WT组（p<0.01）,基部茎节的则在第6d、9d、12d时高于WT（p<0.05）;800IU外源ChIFN-α处理组顶芽在第9d和12d时高于WT组（p<0.05）,基部茎节的则在12d时高于WT（p<0.05）。研究表明,内外源ChIFN-α介导下百脉根顶芽合成生长素的速度快,量多,并转运到基部茎节不定根系形成部位积累。5 ChIFN介导不定根发育过程中的生长素调控构建转ChIFN-α基因百脉根不定根发育转录组,GO和KEGG富集分析发现生长素代谢途径为其主要调控通路之一,该通路富集基因主要包括生长素合成基因（家族）、生长素运输基因、生长素响应调控基因3类。在不定根形成和发育的12d内,参与顶芽和基部茎节生长素合成相关的基因主要有YUCCA、ALDH、amiE、CYP83B1,并以顶芽中的YUCCA上调表达最显著（p<0.01）;输入载体AUX1基因、输出载体PIN基因参与生长素运输;生长素调控的基因主要包括TIR1、ARF、GH3、SAUR和AUX/IAA等基因。研究表明,ChIFN-α可能通过促进百脉根生长素合成、运输、响应等相关基因的转录而调控百脉根的不定根发育。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 吕贇
导师: 宋莉
关键词: 百脉根,鸡干扰素,生长素,生长发育,分子机制
来源: 贵州大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 生物学,生物学,生物学
单位: 贵州大学
分类号: Q945;Q943.2
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