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卷丹(Lilium lancifolium Thunb.)为百合科百合属植物,抗性强、分布广,兼具观赏、食用和药用价值。卷丹为天然三倍体,高度不育,因而不产生种子,但可以在叶腋处形成珠芽作为无性繁殖器官进行繁衍传播,而卷丹珠芽发生是怎样调控这一科学问题一直未得到解析。已有研究表明生长素在植物的腋生器官形成与发育过程中起重要调控作用,但生长素在卷丹珠芽形成过程中的作用尚未得到研究。本研究以卷丹为材料,在建立离体茎段培养试验体系基础上,取含有叶腋的茎段接种于添加生长素或生长素抑制剂(NPA、TIBA和PCIB)的培养基中,通过解剖观察,激素测定,生长素、细胞分裂素和细胞分裂周期相关基因表达分析,探讨了生长素对卷丹离体茎段珠芽形成的影响,主要研究结果如下:1.建立了卷丹离体茎段珠芽诱导体系为了解决自然栽培条件下环境不易控制和珠芽形成时间及位置的不确定性,本试验建立了卷丹离体茎段珠芽诱导体系:种球冷藏打破休眠→茎尖试管伸长培养→伸长茎段珠芽诱导。为百合珠芽形成的机理研究建立了稳定的试验平台。2.一定浓度外源生长素促进卷丹离体茎段珠芽的形成组织形态学观测表明,0.2 mg/L的生长素IAA能促进卷丹离体茎段的珠芽形成,而生长素运输抑制剂NPA、TIBA和生长素功能抑制剂PCIB均不同程度地抑制了卷丹离体茎段珠芽的形成,其中生长素运输抑制剂TIBA抑制效果最强强,能使珠芽形成延缓14天。3.确定了不同激素在珠芽形成过程中动态关系珠芽形成过程中叶腋处生长素含量呈较大幅度变化,细胞分裂素含量整体呈上升趋势;珠芽形成的启动依赖于相对较高浓度生长素的刺激;外源生长素及其抑制剂TIBA的施加初期均不同程度地降低了卷丹叶腋处生长素含量,TIBA处理后期生长素浓度持续上升,抑制了珠芽的形成。4.确定了不同基因在珠芽形成过程中表达模式外源IAA能诱导生长素响应基因ARF2、ARF9和TIR1表达量迅速上升,同时对细胞分裂素信号转导基因ARR1也有诱导作用;生长素运输抑制剂TIBA处理会抑制ARF2和ARF9的表达,但促进了TIR1的表达,同时对ARR1的表达也具有抑制作用。珠芽形成过程中,与细胞分裂相关基因CYCD3-1表达量呈上升趋势,TIBA处理组CYCD3-1基因一直处于抑制状态。试验结果表明:外源施加生长素能诱导生长素响应基因ARF2、ARF9、TIR1和细胞分裂素信号转导基因ARR1的表达量迅速上升,进而诱导细胞分裂周期相关基因CYCD3-1表达量提高,促进珠芽形成,而生长素运输抑制剂TIBA显著抑制ARF2、ARF9和ARR1的表达,导致CYCD3-1的表达处于抑制状态,从而延缓了珠芽的形成。