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      植物激素赤霉素抑制木本油料能源植物小桐子的成花轉(zhuǎn)變

      發(fā)布時間:2018-03-30
      來源:科技外事處

        小桐子(Jatropha curcas)是大戟科多年生木本油料植物,其種子含油率高達(dá)40%,是加工生產(chǎn)生物燃油的優(yōu)質(zhì)原料。然而,小桐子營養(yǎng)生長過于旺盛,且開花習(xí)性不穩(wěn)定,導(dǎo)致種子產(chǎn)量低。赤霉素(gibberellins, GAs)是一類在植物整個生命周期的各個生長發(fā)育階段都具有重要調(diào)控作用的植物激素,如種子的萌發(fā)與休眠、莖的伸長、分枝的發(fā)生、單性花性別決定以及果實和種子的發(fā)育與成熟等。大量研究表明,赤霉素可促進(jìn)包括擬南芥在內(nèi)的大多數(shù)一年生植物的成花轉(zhuǎn)變;然而,不少多年生木本植物的成花轉(zhuǎn)變往往被赤霉素所抑制。 

        為研究赤霉素在木本油料能源植物小桐子成花轉(zhuǎn)變過程中的作用,中科院西雙版納熱帶植物園的中科院熱帶植物資源可持續(xù)利用重點實驗室能源植物分子育種研究組的碩士生李家龍和副研究員潘幫珍在徐增富研究員的指導(dǎo)下,通過使用赤霉素及其生物合成抑制劑進(jìn)行單獨或組合處理修剪和未修剪的小桐子,觀察統(tǒng)計這些處理對花芽發(fā)生的影響。研究結(jié)果表明,赤霉素抑制小桐子花芽的發(fā)生;赤霉素合成抑制劑促進(jìn)小桐子花芽發(fā)生,并可削弱赤霉素的抑制作用。此外,為了解自然條件下赤霉素在小桐子成花轉(zhuǎn)變過程中的作用,我們還分析了小桐子花芽發(fā)生前后,赤霉素合成及降解酶基因以及赤霉素受體基因的表達(dá)水平變化情況。研究發(fā)現(xiàn),相對于花芽發(fā)生前,花芽發(fā)生后赤霉素合成酶基因表達(dá)量相對降低,而降解酶基因表達(dá)量相對升高,進(jìn)一步說明了成花轉(zhuǎn)變后赤霉素信號相對較弱。由此可知,與促進(jìn)模式植物擬南芥成花轉(zhuǎn)變的作用相反,赤霉素抑制小桐子的成花轉(zhuǎn)變,這與之前在楊樹和蘋果等木本植物中的研究發(fā)現(xiàn)相似。 

        在后續(xù)研究中,我們將測定自然條件下,小桐子成花前后內(nèi)源赤霉素含量的變化,檢測赤霉素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中各基因的表達(dá)變化;此外,我們還將通過關(guān)鍵基因的超量表達(dá)或沉默調(diào)控內(nèi)源赤霉素含量的變化,進(jìn)而從分子水平上解析赤霉素調(diào)控小桐子成花轉(zhuǎn)變的機理。 

          上述相關(guān)研究結(jié)果以Gibberellin Inhibits Floral Initiation in the Perennial Woody PlantJatropha curcas為題,已在線發(fā)表于國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊Journal of Plant Growth Regulation上。   

        A 赤霉素處理;B對照;C 赤霉素合成抑制劑處理的小桐子植株 

        紅色圓圈內(nèi)是小桐子果序 

      本文作者:潘幫珍

      責(zé)任編輯:張維靜_151c53
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