裂叶桦和欧洲白桦叶片形态特征及相关基因表达特性比较

为了探寻欧洲白桦变种裂叶桦的叶缘分裂机制。以2种桦树为研究对象,在叶片形态特征和解剖特征观测的基础上,进行了顶芽及叶片叶尖、裂片及凹缺等不同组织部位相关基因表达定量分析、内源激素IAA含量测定以及IAA活体标记的GUS染色分析。结果表明,裂叶桦叶片两侧叶缘自叶基到叶尖分裂出由大到小3~4个裂片,叶背面的叶脉呈明显的管状隆起,叶宽、平均二级脉间距、主脉横切面积等分别较欧洲白桦大了21.12%、12.64%、21.46%。BpmiR164s及靶基因的组织表达特性分析结果证明,BpmiR164-2及靶基因BpCUC2与裂片的形成关系密切,是裂叶性状产生的主要调控基因。生长素输出载体BpPINs基因的组织表达特性分析结果证明,6个基因中只有BpPIN2和BpPIN5在裂叶桦的叶尖、裂片及顶芽等组织器官中呈现上调表达。内源激素IAA的活体标记发现,在顶芽、幼叶中IAA的含量较高,而在叶片中,叶尖、叶齿及裂片处是激素的高表达部位,利用液相色谱—质谱联用仪(LC-MS)对2种桦树的上述不同组织部位的生长素测定也证明了激素的上述分布特点。综合上述,裂叶桦裂片产生是激素在叶脉、叶缘的极性运输及相关基因调控的结果。

转BpCUCt白桦生长特征及内源IAA含量的变化

为了揭示白桦Bp CUCt基因的功能,分别构建了Bp CUC2启动子及35S启动子驱动的Bp CUCt载体,以白桦合子胚为受体开展转基因工作,观察转基因株系表型变化,并测定转基因株系和WT的内源激素IAA含量。结果表明,对比转基因株系生长特性可知,转Bp CUCt基因白桦株系比WT矮小,生长也比较缓慢,转基因株系节间距均变长,而Pro CUC2::Bp CUCt转基因株系叶片边缘比WT叶片平滑,35S::Bp CUCt转基因株系叶边缘与野生型并无明显区别。由转基因白桦和WT的内源激素IAA含量可知,83.33%的转基因株系左侧叶片、右侧叶片及主脉IAA含量均显著高于WT株系。表明Bp CUCt基因在一定程度上与Bp CUC2基因表现出相同的功能,同时改变白桦内源生长素IAA的含量。