光质与温度调控泡桐种子萌发及PHYA/PHYB差异性表达的作用机理研究

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为了探讨光质与温度调控泡桐种子萌发及光敏基因PHYA、PHYB差异性表达机理,丰富光温对种子萌发影响的作用和光温对光敏色素基因在种子萌发过程中的调控理论。本文以泡桐种子为材料,在不同光质(红光、远红光、蓝光、紫光、白光)与温度(5℃、15℃、20℃、25℃)处理条件下统计分析其发芽情况,并采用实时荧光定量PCR技术对光敏基因PHYA、PHYB表达情况进行定量研究,主要结果如下:1.温度与光质对泡桐种子萌发的影响分析(1)泡桐种子于25℃发芽率最高,为严格的需光性种子。黑暗条件下,未经低温处理种子不发芽;经低温处理后有发芽迹象其中低温处理40天后最明显,但发芽率依然不高,为9.67%。(2)未经低温处理的泡桐种子,在15℃和20℃下对短时间不同光质光照处理均不敏感,基本不发芽。25℃条件下短时间红光照射效果明显,光照1h即有种子发芽,光照12h即可达到57.67%,发芽率呈随着光照时间增长而提高的趋势且效果好于白光处理。(3)经低温处理的泡桐种子,对不同光质光照处理敏感性明显提高。光照处理1h开始,不同光质处理即均有种子发芽与未经低温处理的种子萌发情况差异明显。其中除远红光外,蓝光紫光光照处理发芽率均显著提高,分别在低温处理20天光照12h和低温处理40天光照12h达到最大发芽率。红光光照处理对种子萌发促进作用最明显,在低温20天光照处理1h发芽率既可达到47%高于白光光照1h。全光照条件下发芽率达到最高90.33%高于白光全光照处理。2.红光与远红光交替处理对种子萌发的影响分析(1)红光与远红光对泡桐种子萌发的作用存在可逆效应。远红光可以逆转红光对泡桐种子萌发的促进作用,红光可以抵消远红光对泡桐种子萌发的抑制作用。远红光逆转红光促进种子萌发作用的能力随交替次数的增加而减弱。(2)最后一次光照处理不论为红光或远红光,泡桐种子发芽率均呈随着交叉处理次数的增加而增长的趋势。延长处理光照时间可以减少种子达到最高发芽率的次数。3.温度与光质对泡桐种子光敏色素基因(PHYA、PHYB)表达差异分析(1)未经低温处理的泡桐种子在不同光质照射处理下,光敏基因PHYA、PHYB表达量均比无光照处理有所上调但普遍幅度不大。其中以白光光照处理变化最为明显。(2)经低温处理后的泡桐种子无光照处理条件下,光敏基因PHYA、PHYB表达量较之于无低温处理的黑暗条件下大幅度上调且差异显著,其中以低温处理20天最为明显。(3)经低温处理的泡桐种子,不同光质照射处理相较于无光照处理光敏基因PHYA、PHYB表达量在光照1h即出现大幅度下调。其中低温处理20天和低温处理60天各个光质光照1h后PHYA、PHYB表达量均与无光照处理的种子表达量差异显著。
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