苗期短日照對煙草發(fā)育進程及鈣依賴蛋白激酶基因表達的影響.pdf

1、煙草是我國重要的經(jīng)濟作物，以葉片為主要收獲器官，其數(shù)量和內(nèi)在品質(zhì)直接影響經(jīng)濟價值。大田生產(chǎn)中，烤煙苗期易受低溫和光照的影響而改變發(fā)育進程。為探究苗期短日照對煙草生長發(fā)育的影響和內(nèi)在的響應機制，選擇云煙85和興煙1號作為材料，其中興煙1號是由云煙85的田間突變株系選而來的多葉型品種，在四葉期分別進行8h/d（短日照）和12h/d（常規(guī)日照/對照）的日照處理，處理30d后一部分移栽到田間觀察其生長發(fā)育過程，另一部分取莖尖用作基因芯片分析來篩

2、選出與早花響應機制密切相關的候選基因，最后通過Real-Time PCR分析候選基因在處理過程中和處理結束后表達量的動態(tài)變化。研究結果如下：
　?。?）通過對大田生育期和主要農(nóng)藝性狀的比較分析發(fā)現(xiàn)，苗期8h/d處理加快了煙株的發(fā)育進程，縮短了煙株的營養(yǎng)生長。具體表現(xiàn)為興煙1號和云煙85兩個品種的團棵期、現(xiàn)蕾期和中心花開放期都有不同程度的提前；在農(nóng)藝性狀上的表現(xiàn)為株高降低、有效葉片數(shù)減少、莖圍和節(jié)距變小、最大葉長和最大葉寬變小。苗期

3、8h/d處理對興煙1號的影響大于云煙85，具體表現(xiàn)為興煙1號各生育期的提前幅度大于云煙85，團棵期和現(xiàn)蕾期的主要農(nóng)藝性狀測量值降低幅度大于云煙85。
　?。?）對短日照處理30d后的煙苗莖尖進行了表達譜基因芯片分析。相同品種在不同的光照處理下，云煙85和興煙1號都有200個左右的差異表達基因被篩選出來，下調(diào)表達基因的數(shù)目比上調(diào)表達基因的數(shù)目多；在8h/d處理下，與興煙1號相比，云煙85中檢測到差異表達基因182個，上調(diào)表達基因數(shù)量

4、約三倍于下調(diào)表達基因；在12h/d處理下，與興煙1號相比，云煙85中檢測到差異表達基因362個，上調(diào)表達基因數(shù)目近下調(diào)表達基因的兩倍。對不同處理間篩選出的差異表達基因進行KEGG功能富集分析，在植物激素信號轉導通路和鈣信號通路中篩選到NtCDPK、NtCALM、NtPR1和NtMYC2共4個差異表達基因。苗期8h/d處理對云煙85中NtCDPK基因差異表達的誘導更為明顯。苗期8h/d處理降低了NtCDPK基因在興煙1號和云煙85莖尖中的

5、表達，在12h/d處理下，NtCDPK基因在興煙1號中的表達量低于其在云煙85中的表達量。
　?。?）選擇 NtCDPK作為候選基因，對其基因家族的 NtCPK4、NtCDPK5、NtCDPK6、NtCDPK7和NtCDPK14進行Real-Time PCR定量分析，結果表明，同一時期不同部位相比較，5個基因在根、莖尖和葉片中均有不同程度的表達。苗期短日照處理促進了NtCPK4和NtCDPK5在莖尖的表達，抑制了NtCDPK6、N