利用花生突變體分析調(diào)控子仁飽滿度的生理分析因素及其基因的研究.pdf

1、花生(Arachis hypogaea L.)子仁的飽滿度直接決定其產(chǎn)量和品質(zhì)。蔗糖代謝為植物種子發(fā)育提供所需能量，并為有機物（淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪）的合成提供原料。植物激素在種子發(fā)育過程中也發(fā)揮著重要作用。本研究選用種子皺縮突變體05D677及其親本05D610以及特大果品種山花15號、小果品種白沙1016為材料，測定其莢果和子仁生長發(fā)育過程中干物質(zhì)積累、營養(yǎng)物質(zhì)含量、內(nèi)源激素含量和蔗糖代謝相關(guān)酶活力的動態(tài)變化，并進行了05D677和0

2、5D610種子基因表達差異分析。主要研究結(jié)果如下:
　　 1、突變體與發(fā)育正常品種莢果和子仁干物質(zhì)積累特性的比較
　　 果針入土后24～60 d是莢果和子仁干重的快速積累期，在該時期05D677的莢果和子仁干物質(zhì)積累速率平均值均極顯著低于山花15號、白沙1016和05D610;4個品種有效灌漿期差異不顯著。
　　 2、突變體與發(fā)育正常品種子仁營養(yǎng)物質(zhì)含量變化特性的比較
　　 4個花生品種的脂肪含量變化趨勢

3、基本一致，05D677的脂肪含量顯著低于3個正常品種;4個花生品種蛋白質(zhì)含量變化趨勢也基本一致，05D677的蛋白質(zhì)含量高于05D610;果針入土36 d時，05D677的可溶性糖含量極顯著高于3個正常品種;莢果發(fā)育初期，05D677的己糖/蔗糖比值極顯著低于3個正常品種。
　　 3、突變體與發(fā)育正常品種幼果和子仁內(nèi)源激素含量變化的比較
　　 4個品種幼果或子仁內(nèi)細胞分裂素(Z+ZR)、赤霉素(GA)、生長素(IAA)、

4、脫落酸(ABA)含量變化趨勢基本相同，其中05D677的GA含量峰值出現(xiàn)時間比3個正常品種晚6 d;05D677的Z+ZR、GA、ABA含量最高值均極顯著低于3個正常品種，其IAA含量最高值極顯著高于3個正常品種。
　　 4、內(nèi)源激素含量與莢果和子仁干物質(zhì)積累速率的相關(guān)性分析
　　 莢果膨大中后期，莢果干物質(zhì)積累速率((P)KW)和子仁干物質(zhì)積累速率(KKW)與Z+ZR、GA、ABA含量呈極顯著正相關(guān)，與IAA呈極顯著負

5、相關(guān);莢果充實初期，Z+ZR含量與(P)KW和KKW呈極顯著正相關(guān);GA含量在莢果充實后期和成熟期與(P)KW呈極顯著正相關(guān);ABA含量在莢果充實后期與(P)KW和KKW均呈極顯著負相關(guān)，在成熟期與(P)KW呈極顯著正相關(guān)。
　　 5、突變體與發(fā)育正常品種幼果和子仁蔗糖代謝相關(guān)酶活力變化的比較
　　 在莢果和子仁的全生長發(fā)育期內(nèi)，4個花生品種的可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶活力和中性轉(zhuǎn)化酶活力均大于裂解方向蔗糖合成酶活力，可溶性轉(zhuǎn)化酶

6、是蔗糖裂解的主要酶;合成方向蔗糖合成酶活力大于蔗糖磷酸合成酶活力，是合成蔗糖的主要酶。可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶主要作用時期在果針入土12～42 d和54～72 d，中性轉(zhuǎn)化酶作用時期在果針入土42～60 d。05D677的可溶性蔗糖代謝相關(guān)酶活力高于3個正常品種，差異不顯著。
　　 6、05D677和05D610子仁基因表達的差異分析
　　 比較05D677與05D610果針入土24d時子仁的基因表達譜，篩選得到的差異表達基因共

7、540個，其中下調(diào)基因占差異基因總數(shù)的67.41％。其中上調(diào)表達倍數(shù)(log2Ratio)大于2的基因25個，下調(diào)表達倍數(shù)大于2的基因129個。表達下調(diào)基因中參與激素合成的關(guān)鍵酶基因是1-脫氧木酮糖-5-磷酸(DXP)合成酶，并且檢測到蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因表達下調(diào)。
　　 本研究的結(jié)論是:種子皺縮突變體05D677子仁干物質(zhì)積累速率的極顯著降低是種子皺縮、飽滿度下降的主要原因。DXP合成酶基因表達下降導致05D677的GA、CTK和