IAA、GA_3和ABA对稻根负向光性和生长的影响

为探明稻根负向光性与内源植物激素含量的关系,以及外源激素对水稻根系生长的影响,以扬稻6号(籼稻)、日本晴(粳稻)和中花11(粳稻)的OsPIN1a超表达转基因水稻为材料,观察了根负向光性生长的过程,分析了负向光弯曲部位内源生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)的含量,以及外源激素对水稻根系形态和解剖结构的影响。结果表明,扬稻6号和日本晴的根都具有负向光性,扬稻6号侧根和不定根的负向光性大于日本晴;2种材料中,IAA、GA3和ABA在发生负向光弯曲过程中的含量变化基本一致。光照引起3种激素的含量下降;向光侧的含量低于背光侧。单侧光照和外施IAA共同促进了籼稻根毛的大量发生;与普通水稻相比,OsPIN1a超表达稻株的根负向光性角度增大。外源GA3和ABA处理与稻根负向光性间无直接关系;外源ABA处理显著抑制了根的生长,单株根系总吸收表面积与根数均减少。10μmol L–1 ABA处理的水稻根尖生长异常,分生区和根冠发育不良,细胞伸长受抑,成熟区细胞变形使根局部膨胀,并改变了中央维管组织的发育。

光受体和OsPIN1基因家族表达对水稻根负向光性的影响

为了探讨根尖光受体及生长素极性运输在水稻根负向光性中的作用,以超表达OsPIN1b转基因和野生型水稻(‘中花11’)种子根尖为材料,在根尖受单侧光照不同时间后,提取根尖RNA,反转录合成cDNA,通过半定量PCR检测3种光受体和OsPIN1基因家族4个基因表达差异,用激光共聚焦电子显微镜观察根尖融合表达蛋白OsPIN1b-GFP的定位,测量根负向光性弯曲程度。结果发现:用单侧光照射后,转基因与野生型水稻根尖光受体基因表达量均明显提高,OsPIN1基因家族4个基因表达量也得到提高,但转基因水稻的这几个基因的表达量较野生型高,在转基因水稻根尖发现细胞向光侧的OsPIN1b-GFP荧光强度明显弱于背光侧,水稻根负向光性角度也显著大于野生型。结果说明,水稻根尖受到单侧光照射后,提高了光受体和IAA极性输出载体基因的表达量,促进IAA极性运输,诱导根尖负向光性形成,由于转基因水稻的相关基因表达量高于野生型,所以根尖的负向光性弯曲角度明显大于野生型。