苗期低溫誘導(dǎo)對煙草莖尖油菜素內(nèi)酯含量及其受體基因表達的影響.pdf

1、自然界中持續(xù)低溫會對一些作物的生長產(chǎn)生不良影響，如植株苗弱、發(fā)育異常、產(chǎn)量和品質(zhì)下降等。煙草是我國重要的經(jīng)濟作物，葉片的數(shù)量和質(zhì)量影響其經(jīng)濟價值。生產(chǎn)中煙苗受低溫誘導(dǎo)發(fā)生早花的現(xiàn)象十分普遍，總體表現(xiàn)為花芽分化提前、葉片數(shù)量減少、產(chǎn)量與品質(zhì)明顯下降。煙草可借助于苗期低溫誘導(dǎo)下的響應(yīng)機制，使煙株一系列基因差異表達異常，進而產(chǎn)生早花現(xiàn)象。為研究苗期低溫對煙草早花發(fā)生的影響機制，以烤煙品種云煙85及其多葉型系選品種興煙1號為材料，在煙苗六葉期分

2、別設(shè)置12℃（低溫）和28℃（常溫/對照）的處理10 d后取樣莖尖，用Agilent公司的Tobacco Gene Expression Microarray、4×44K煙草表達譜基因芯片對樣品基因表達情況進行檢測分析，篩選出現(xiàn)明顯差異且可能與響應(yīng)機制密切相關(guān)的重點候選基因；隨后利用Real-Time PCR，重點分析煙苗莖尖在處理中和處理后的重點候選基因表達的動態(tài)變化；再使用酶聯(lián)免疫吸附測定法（Enzyme linked immuns

3、orbent assay，ELISA）檢測莖尖對應(yīng)的信號分子的動態(tài)變化。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對低溫處理第10d的煙苗莖尖進行基因芯片表達譜分析。同一品種不同溫度處理下，云煙85和興煙1號表現(xiàn)上調(diào)或下調(diào)表達出現(xiàn)差異的基因較多，上調(diào)表達基因和下調(diào)表達基因間數(shù)目差別不大；而同一溫度處理下，興煙1號和云煙85間表現(xiàn)上調(diào)或下調(diào)表達出現(xiàn)差異的基因數(shù)目都較少，且上調(diào)表達差異基因的數(shù)目明顯少于下調(diào)表達差異基因的數(shù)目。同一品種不同溫度處理間

4、基因表達差異較大，相同溫度處理不同品種間基因表達差異較小。云煙85和興煙1號煙苗莖尖基因的信號通路在常溫處理下差異不明顯，而在低溫處理下出現(xiàn)了一定程度差異。通過 KEGG分析，在植物激素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路方面篩選到3個差異表達基因：NtBRI1、NtPR1和NtMYC2。其中低溫誘導(dǎo)在一定程度上加強了NtBRI1在兩個品種莖尖中的表達，興煙1號NtBRI1的表達強于云煙85。⑵設(shè)計引物對NtBRI1的動態(tài)表達進行Real-Time PCR定

5、量分析和驗證。苗期低溫誘導(dǎo)確實明顯增加了云煙85和興煙1號莖尖NtBRI1的表達量。低溫和常溫處理云煙85和興煙1號莖尖NtBRI1表達量的變化趨向總體一致，隨著溫度處理的延續(xù)其表達量不斷增加；溫度處理前4 d，同一品種不同溫度處理間NtBRI1的表達量差異小，處理4 d后隨著表達量的增加此差異亦迅速加大；到處理第10 d（溫度處理終止時）表達量達到峰值，同一品種的表達差異也達到最大。溫度處理結(jié)束后在自然溫度環(huán)境下各處理間NtBRI1表

6、達量下降，并逐漸趨于平穩(wěn)。不同溫度條件下興煙1號煙苗莖尖NtBRI1的表達量均明顯高于云煙85，低溫處理使興煙1號NtBRI1表達量的增長幅度較云煙85的增長幅度高。⑶通過ELISA對煙苗莖尖BR含量的動態(tài)變化進行檢測并分析。苗期低溫誘導(dǎo)提高了煙草莖尖BR的含量。在不同溫度條件下，不同品種莖尖BR含量變化趨向在不同時間段不完全一致。低溫誘導(dǎo)的云煙85莖尖BR含量緩慢增加后逐漸下降，常溫條件下其整體呈下降趨勢，僅在處理4-7d期間略有波動