蘆筍性別分化過(guò)程中內(nèi)源激素和多胺變化及差異蛋白研究.pdf

1、蘆筍(Asparagus officinalis L.)，又名石刁柏，是世界十大名菜之一，有“蔬菜之王”的美稱。蘆筍以嫩莖為食，雌雄異株，雄株較雌株產(chǎn)量高、品質(zhì)好、經(jīng)濟(jì)效益高。雄性兩性株自交后篩選可得到超雄株，進(jìn)而超雄株與雌株雜交獲得全雄株，但在自然條件下，雄性兩性花植株出現(xiàn)的比例僅為0～2％，加之大多數(shù)雄性兩性花的雌蕊發(fā)育不健全，自交結(jié)實(shí)率極低，田間篩選困難等問(wèn)題，因此，僅靠自然群體產(chǎn)生的極少量的兩性花植株，遺傳育種研究和全雄品種選育

2、受到很大限制。明確蘆筍性別分化的機(jī)理對(duì)蘆筍育種研究有重要意義，但目前尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以蘆筍‘冠軍’為試材，研究了蘆筍雌雄花發(fā)育過(guò)程中內(nèi)源激素和多胺含量的變化，明確了與蘆筍性別分化相關(guān)的激素和多胺;研究了不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)蘆筍雄性兩性花的誘導(dǎo)效應(yīng)，明確了誘導(dǎo)兩性花形成的最佳時(shí)期及生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類和濃度;探究了三種花蕾性別分化關(guān)鍵時(shí)期蛋白質(zhì)的變化，明確了與蘆筍雌花蕾和雄花蕾分化的相關(guān)蛋白，并在RNA水平對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。本研究為獲得蘆筍超雄株、

3、全雄育種和利用雜種優(yōu)勢(shì)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)為蘆筍性別分化的機(jī)理奠定了理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.在蘆筍雌花發(fā)育過(guò)程中，GA3含量始終高于雄花，ABA、ZR和IAA含量從兩性發(fā)育期到兩性分化期呈降低趨勢(shì);而雄花中的ABA、ZR和IAA含量則從兩性發(fā)育期到兩性分化期迅速上升。雌花GA3/ABA、GA3/IAA、GA3/ZR比值在兩性發(fā)育期較雄花低，到兩性分化期迅速升高，表明較高水平的內(nèi)源GA3和低水平的ABA、ZR、IAA與蘆筍

4、雌性器官選擇性發(fā)育有關(guān)，而較高水平的ABA、ZR和IAA與雄性器官選擇性發(fā)育有關(guān)。
　　2.在蘆筍雌花發(fā)育過(guò)程中Spd、Put和Spm含量均呈現(xiàn)先迅速升高后下降的趨勢(shì)，而雄花中3種多胺在蘆筍雄花發(fā)育不同時(shí)期含量相對(duì)穩(wěn)定，表明高水平的內(nèi)源Spd、Put和Spm與雌性器官發(fā)育有關(guān)。
　　3.蘆筍筍期和蕾期噴施不同濃度的GA3、PBO和PP333，結(jié)果表明PBO和PP333處理的雄花及其雄蕊小于對(duì)照，但均促進(jìn)了子房發(fā)育，子房均大于

5、對(duì)照。GA3處理的雄花及其雄蕊顯著大于對(duì)照，也促進(jìn)了雌蕊的發(fā)育，不僅子房顯著大于對(duì)照，且具有發(fā)育良好的花柱和柱頭。結(jié)果表明，3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)蘆筍雄花發(fā)育的影響均以筍期處理效應(yīng)最大。其中筍期300mg·L-1GA3處理的雄花子房最大，為1.86mm，花柱最長(zhǎng)，為1.57mm，并且含有柱頭，成為形態(tài)上的雄性兩性花。
　　4.雄花蕾特異或上調(diào)表達(dá)同源蛋白6個(gè)，包括luminal binding protein(BiP)、β淀粉酶、3-磷

6、酸甘油醛脫氫酶、胞質(zhì)磷酸甘油酸激酶、PAP fibrillin和Os02g0634900;雌花蕾特異或上調(diào)表達(dá)同源蛋白9個(gè)，包括胞外膜孔道蛋白、細(xì)胞內(nèi)病程相關(guān)蛋白亞型4、放氧增強(qiáng)蛋白1、ADP核糖激化因子相似蛋白、烯醇化酶1、核糖體失活蛋白、肌動(dòng)蛋白亞型B、ATP合成酶CF1α亞基、ATP合成酶β亞基;雄性兩性花蕾特異或上調(diào)表達(dá)同源蛋白9個(gè)，包括核苷二磷酸激酶、脂質(zhì)相關(guān)蛋白、放氧增強(qiáng)蛋白1、肌動(dòng)蛋白、胞外膜孔道蛋白、磷酸甘油酸激酶、小G