抗倒伏油菜根、莖解剖結(jié)構(gòu)及木質(zhì)素含量和木質(zhì)素合成關(guān)鍵基因的表達(dá)研究.pdf

1、油菜是世界上主要的油料作物之一，隨著油菜產(chǎn)量水平的不斷提高，倒伏已成為制約油菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和機(jī)械化收獲的關(guān)鍵因素之一。倒伏不僅使油菜減產(chǎn)10％-30％，嚴(yán)重的田塊達(dá)50％以上，而且使種子含油量降低10％-30％。倒伏的油菜難以滿足機(jī)械化收獲的要求，導(dǎo)致收獲指數(shù)下降，生產(chǎn)成本增加。此外，倒伏也給油菜菌核病等病原微生物侵染創(chuàng)造了有利條件，加重病害發(fā)生。因此，改良油菜抗倒伏能力已成為油菜育種的重要目標(biāo)之一。國(guó)內(nèi)外對(duì)作物抗倒伏性研究也僅處于描述性研

2、究階段。因此，探索新的方法以提高油菜及其它作物的抗病性和抗倒伏性具有重要的意義。
　　 木質(zhì)素分布于植物木質(zhì)化的機(jī)械組織和輸導(dǎo)組織的細(xì)胞壁中，具有增加細(xì)胞壁強(qiáng)度、提高細(xì)胞壁的不透水性和莖的機(jī)械強(qiáng)度、以及增強(qiáng)液體輸導(dǎo)能力的功能，而且在細(xì)胞的抗性方面也起重要作用。
　　 本研究旨在從解剖學(xué)的角度，通過(guò)石蠟切片的方法，來(lái)研究抗倒伏材料和易倒伏材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異；通過(guò)Klason方法，來(lái)測(cè)定不同時(shí)期不同部位木質(zhì)素的含量；同時(shí)通過(guò)

3、RT-PCR的方法，研究了木質(zhì)素合成過(guò)程中的三個(gè)關(guān)鍵基因：F5H(阿魏酸-5-羥基化酶)基因、4CL(4-香豆酸輔酶A連接酶)基因、COMT（咖啡酸/5-羥基阿魏酸-O甲基轉(zhuǎn)移酶）基因在不同時(shí)期抗倒伏材料和易倒伏材料表達(dá)的差異。
　　 1抗倒伏與易倒伏油菜莖部、根部的解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　 對(duì)甘藍(lán)型油菜（Brassica napusL.）6個(gè)抗倒伏材料和5個(gè)易倒伏材料的苗期和苔期的根部和莖部采用石蠟切片的方法切出6μm厚的薄

4、片，用番紅-固綠雙重染色，借助Olympus顯微鏡觀察不同材料莖的表皮、皮層、厚角組織、維管束和髓的結(jié)構(gòu)，以及根的木質(zhì)部、導(dǎo)管等，并對(duì)莖和根的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明：
　　 (1)在苗期的莖中，與易倒伏材料相比，抗倒伏材料有較多的厚角組織；抗倒伏材料維管束的面積占莖基部橫切面面積的之比要比易倒伏材料平均高13.1個(gè)百分點(diǎn)；抗倒伏材料和易倒伏材料間維管束的個(gè)數(shù)差異不大，但抗倒伏材料的維管束排列相對(duì)比較緊密。
　　

5、 (2)在苔期的莖中，抗倒伏材料的厚角組織和厚壁組織要比易倒伏的材料發(fā)達(dá)：雖然兩者間維管束的個(gè)數(shù)和面積無(wú)明顯差異，但抗倒伏材料維管束排列緊密。
　　 (3)在苗期的根部，抗倒伏材料和易倒伏材料木質(zhì)部的面積占莖橫切面面積的比差異不顯著：但抗倒伏材料導(dǎo)管數(shù)目比易倒伏材料平均高74.7個(gè)，易倒伏材料中較大導(dǎo)管的數(shù)目要高于抗倒伏材料。
　　 (4)在苔期的根部，抗倒伏材料木質(zhì)部占根橫切面面積的之比比易倒伏材料高8.40個(gè)百分點(diǎn)，

6、抗倒伏材料單位面積導(dǎo)管的數(shù)目要高于易倒伏的材料。
　　 因此，較多的厚角組織和厚壁組織、較多的導(dǎo)管數(shù)和排列緊密的維管束是甘藍(lán)型油菜抗倒伏材料苗期和苔期的重要解剖學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
　　 2抗倒伏與易倒伏油菜木質(zhì)素含量差異
　　 對(duì)甘藍(lán)型油菜抗倒伏與易倒伏材料的苔期和花期植株不同部位木質(zhì)素含量的測(cè)定結(jié)果：除苔期根中木質(zhì)素含量抗倒伏與易倒伏材料間差異不顯著外，其他所有取樣期及取樣部位抗倒伏材料和易倒伏材料間木質(zhì)素含量存在顯

7、著或極顯著差異。苔期根頸和莖部抗倒伏材料木質(zhì)素含量比易倒材料分別高0.95個(gè)百分點(diǎn)和1.90個(gè)百分點(diǎn)，花期根、根頸和莖中抗倒伏材料的木質(zhì)素含量比易倒材料分別高2.53個(gè)百分點(diǎn)、1.97個(gè)百分點(diǎn)和1.58個(gè)百分點(diǎn)。這可能是抗倒伏材料的苔期和花期植株根頸和莖部木質(zhì)素合成較多。
　　 3木質(zhì)素合成過(guò)程中關(guān)鍵基因的表達(dá)
　　 對(duì)油菜苔期和開(kāi)花期的植株不同部位木質(zhì)素合成途徑中關(guān)鍵酶基因進(jìn)行RT-PCR擴(kuò)增結(jié)果：COMT基因在油菜苔