赤霉素对亚高温胁迫下番茄花柱外露及相关基因表达的影响

研究在亚高温胁迫下生长素(indole-3-acetic acid,IAA)、赤霉素(gibberellin A3,GA3)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)及2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)等4种植物生长调节剂在番茄开花前后喷施花蕾对花柱外露的生理影响。结果表明:在亚高温胁迫下对花蕾喷施GA3加速了番茄花柱的外露,且外露率增加,外露程度增大,而用赤霉素生物合成抑制剂多效唑(paclobutrazol,PAC)处理可以减轻花柱的外露程度,此外,在亚高温胁迫下喷施GA3提高了番茄的坐果率;喷施JA的番茄花蕾与对照(无激素处理)相比花柱外露率提高,外露程度变化不明显;而喷施IAA与EBR对番茄花柱外露率及坐果率无明显影响。进一步利用实时荧光定量聚合酶链反应技术分析了在亚高温胁迫下经激素处理后生长素、赤霉素、脱落酸等激素信号特征基因及逆境信号传导基因SlPIFs在番茄雄蕊和雌蕊中表达水平的变化。结果表明,在亚高温胁迫下外源GA3或PAC处理使得番茄雄蕊和雌蕊中赤霉素生物合成基因的相对表达水平与无激素处理相比发生了明显不同的变化。在雌蕊中,外源GA3处理使得SlGA20ox1相对表达量显著上升,而赤霉素生物合成途径抑制蛋白基因SlDELLA相对表达量下调,从而增加了赤霉素的合成。此外,GA3处理导致SlPIF1-1、SlPIF4基因在雌蕊中下调表达,而在雄蕊中相对表达水平变化不显著。在雄蕊中,外源GA3处理使得SlGA3ox1相对表达量上调,同时,脱落酸8’-羟化酶代谢基因SlCYP707A1与9-顺式-环氧类胡萝卜素加双氧酶基因SlNCDE1在雄蕊中也上调表达。以上结果表明,赤霉素参与了番茄雄蕊和雌蕊的伸长生长,对番茄在亚高温胁迫下花柱外露有重要调控作用,且这一过程是通过赤霉素生物合成途径发生作用,而光敏色素相互作用因子(phytochrome interacting factors,PIFs)可能参与了亚高温胁迫下赤霉素诱导的番茄花柱外露过程的调控。该结果为深入探索植物激素参与调控高温诱导的番茄花柱外露的分子机制提供了研究基础,并为番茄抗高温栽培技术的完善提供了理论依据。

红麻花柱外露突变体的特征特性鉴定

以卫星搭载后代群体中发现的4个红麻花柱外露突变体(SPM )选育的自交系为材料,以未突变的材料作对照。形态观察表明,与对照相比,SPM的花朵明显变小,花柱和雄蕊管均缩短;但雄蕊管缩短幅度更大,导致花柱大幅外露。4个SPM自交系的花柱外露长度存在显著差异,H2 0 - 1最长,达11. 6mm ;H2 12 - 1最短,仅6 . 5mm。尽管4个SPM自交系的雄蕊管大幅缩短,但其上着生的雄蕊数并未减少。4个自交系的植物学形态也各不相同。SPM的全生育期为130～14 0d ,属偏早熟类型。在4个SPM自交系中,花柱外露越长,其套袋自交结实率越低。