论文部分内容阅读
受遗传特性、环境等一些因素的影响,梨果实萼片存在脱落或宿存的现象,而萼片宿存影响梨果实的外观品质和内在品质,降低其商品价值和市场竞争力。研究证明,植物器官脱落与内源激素种类和浓度的变化密切相关,内源激素全面调控着梨果实生长发育,而有关果实发育过程中内源激素与萼片脱落机制的研究较少。本研究以‘库尔勒香梨’为试材,分析了生长素和生长素抑制剂对‘库尔勒香梨’果实萼片发育的影响;探讨了脱萼果与宿萼果内源激素含量的差异及其幼果维管束发育的异同;开展了脱宿萼果中相关IAA运输载体PIN基因的表达特性研究,主要结果如下:(1)以‘库尔勒香梨’(简称香梨)为试材,对‘香梨’短果枝进行喷施IAA、TIBA处理和清水,利用高效液相色谱(HPLC)技术测定‘香梨’第1、4序位果实萼片脱落期花或幼果萼筒、胴部和果柄部位的生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)含量,分析了果实萼片脱落关键时期内源激素变化及其与萼片脱落的关系。结果表明:同一处理,香梨幼果第4序位果实脱萼率明显高于第1序位果实脱萼率;同一序位,TIBA处理的果实脱萼率>清水处理>IAA处理。‘库尔勒香梨’果实萼片脱落与内源激素密切相关,不同处理的脱宿萼幼果中内源激素的分布存在显著性差异,较低的内源IAA和GA3水平以及较高的内源ABA水平,有利于果实萼片脱落。同时,发现IAA和TIBA处理影响‘香梨’胴部和果柄部位IAA、GA3和ABA的含量变化,而IAA、GA3和ABA的含量变化对梨萼筒的脱落又有一定的影响。(2)利用生物信息学分析方法和qRT-PCR技术,进行PIN基因家族分析和基因表达分析。结果表明:从梨基因组数据库中筛选鉴定出15个PIN基因,构成PIN基因家族,以PbPINs的方式命名,分为5个亚组,在11条染色体上呈不均匀地分布,含有1-13个外显子,0-12个内含子,保守基序数量在4-18个,且在进化过程中主要受纯化选择作用。本研究中PbPIN02、PbPIN05、PbPIN09、PbPIN10、PbPIN11、PbPIN12和PbPIN14这7个基因在‘香梨’第1、4序位花或幼果萼筒中均有表达,表明这7个基因在梨萼片脱落过程中对生长素的转运起着一定的作用。清水处理和IAA处理,PbPIN02、PbPIN09和PbPIN11的表达量均表现出相似的变化趋势,在萼筒脱落关键时期4月11日的表达量显著高于其它基因的表达量,表明PbPIN02、PbPIN09和PbPIN11可能在‘香梨’萼筒脱落过程生长素的转运起着较大的作用。外源IAA和TIBA对PIN表达存在不同的影响,本研究发现喷施IAA会抑制PbPIN基因的表达,喷施TIBA会促进脱萼果中PbPIN02、PbPIN09基因的表达。(3)在花期对香梨短果枝第4序位花进行喷施清水、IAA和TIBA处理,比较其果柄、胴部和萼筒维管束数目和面积的动态变化。结果表明:三个处理的维管束数目均在8-12个不等,对照处理和IAA处理的果柄、胴部和萼筒部位的维管束数目均大于TIBA处理的,而对照的萼筒维管束数目与IAA处理的两者差异不大。对照的果柄和胴部的维管束面积>IAA处理>TIBA处理,而对照的萼筒维管束面积与IAA处理的两者差异不大,但均较高于TIBA处理的。脱萼率与果柄维管束数目、胴部维管束数目、萼筒维管束数目和萼筒维管束面积均呈极显著性负相关,与果柄维管束数目和萼筒维管束面积均呈显著性负相关。综合比较,TIBA处理会抑制萼筒维管束的数目和面积,从而增加香梨的萼筒脱萼率。