利用花生突變體分析調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量和品質。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、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)育過程中干物質積累、營養(yǎng)物質含量、內源激素含量和蔗糖代謝相關酶活力的動態(tài)變化，并進行了05D677和0

2、5D610種子基因表達差異分析。主要研究結果如下:
　　 1、突變體與發(fā)育正常品種莢果和子仁干物質積累特性的比較
　　 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個花生品種蛋白質含量變化趨勢也基本一致，05D677的蛋白質含量高于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源激素含量變化的比較
　　 4個品種幼果或子仁內細胞分裂素(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、內源激素含量與莢果和子仁干物質積累速率的相關性分析
　　 莢果膨大中后期，莢果干物質積累速率((P)KW)和子仁干物質積累速率(KKW)與Z+ZR、GA、ABA含量呈極顯著正相關，與IAA呈極顯著負

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

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。可溶性酸性轉化酶主要作用時期在果針入土12～42 d和54～72 d，中性轉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，其中下調基因占差異基因總數(shù)的67.41％。其中上調表達倍數(shù)(log2Ratio)大于2的基因25個，下調表達倍數(shù)大于2的基因129個。表達下調基因中參與激素合成的關鍵酶基因是1-脫氧木酮糖-5-磷酸(DXP)合成酶，并且檢測到蔗糖轉運蛋白基因表達下調。
　　 本研究的結論是:種子皺縮突變體05D677子仁干物質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