胡蘿卜肉質根發(fā)育過程中激素和品質的變化規(guī)律研究.pdf

1、胡蘿卜（Daueus carota L.），傘形科二年生草本植物，是重要的根菜類蔬菜作物。胡蘿卜的主要食用器官是肉質根，其生長發(fā)育的好壞直接決定著胡蘿卜的產量和品質。肉質根的形成和膨大是一個包括結構變化、物質積累和基因調控的復雜過程，這個過程直接或間接地受到植物激素的調控。目前，植物激素在胡蘿卜生長發(fā)育中，特別是肉質根發(fā)育中的積累規(guī)律以及其具體的作用還不清楚，另外，在胡蘿卜肉質根中，從分子生物學上揭示抗壞血酸、木質素等品質指標形成的機理

2、還未見報道。本研究利用高通量測序技術分離和鑒定胡蘿卜肉質根發(fā)育過程中的差異表達基因，探討激素相關基因在肉質根發(fā)育過程中的轉錄水平變化;采用NormFinder、geNorm和BestKeeper等軟件對候選內參基因的表達進行穩(wěn)定性分析，篩選出用于胡蘿卜發(fā)育過程中的內參基因;采用形態(tài)生理、解剖結構、細胞學、分子生物學等方法，研究內源激素、抗壞血酸乖木質素在不同發(fā)育階段的積累情況和調控機制;以肉質根為試材噴施外源赤霉素，研究赤霉素對胡蘿卜肉

3、質根生長發(fā)育和品質形成的影響。主要研究結果如下:
　　1、以4個生長發(fā)育階段的胡蘿卜根為試驗材料，進行轉錄組測序，共得到160，227個transcripts，32，716個unigenes，平均長度為1，453 bp。不同發(fā)育階段共發(fā)現差異表達的unigenes4，818個，其中87個與激素相關，激素調控胡蘿卜根生長具有階段性的鮮明特征。
　　2、采用NormFinder、geNorm和BestKeeper3個不同軟件對9

4、個候選內參基因(ACTIN、 EF-1α、eIF-4α、GAPDH、PP2A、AND、TIP41、TUB和UBQ）的表達進行穩(wěn)定性分析。結果發(fā)現，候選內參基因在不同發(fā)育階段以及不同組織內的穩(wěn)定性差異較大。ACTI是根和葉生長過程中最穩(wěn)定的基因，相反，GAPDH被認為是最不穩(wěn)定的基因，不適合用來作為胡蘿卜內參基因。推薦AC TIN或ACTIN與EF-1α、eIF-4α、TUB和UBQ等組合作為胡蘿卜發(fā)育過程中的內參基因。
　　3、采

5、用形態(tài)以及解剖結構等方法對胡蘿卜發(fā)育的5個階段進行了研究，測定了胡蘿卜不同組織的赤霉素、細胞分裂素和茉莉酸甲酯含量，并對這些激素合成和信號途徑相關的基因進行了表達分析。研究發(fā)現，這些基因均能響應胡蘿卜生長發(fā)育，且一些基因的表達具有明顯的組織特異性。大多數基因的表達趨勢與激素含量的變化并不一致，說明激素的積累和響應可能受到復雜調控網絡的調節(jié)。結果說明，赤霉素、細胞分裂素和茉莉素可能在胡蘿卜生長發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。
　　4、為了深

6、入了解抗壞血酸在胡蘿卜中積累的調控機制，確定其代謝調控的關鍵基因。以胡蘿卜‘黑田五寸’肉質根為試驗材料，克隆了21個與抗壞血酸相關的基因，并對其在胡蘿卜肉質根發(fā)育過程中的表達進行了分析。結果表明，胡蘿卜根中抗壞血酸的積累可能由復雜的調控網絡進行調節(jié)，其中，L-半乳糖途徑可能是抗壞血酸生物合成的主要途徑。在根發(fā)育過程中，編碼L-半乳糖-1-磷酸酯酶和L-半乳糖酸-1,4-內酯脫氫酶的基因轉錄水平與抗壞血酸含量密切相關。
　　5、對野

7、生型和栽培型胡蘿卜5個不同發(fā)育時期的根進行取樣并進行木質素測定，用組織化學染色和熒光自發(fā)等技術對木質素的分布情況進行分析，并利用轉錄組結果分析木質素合成相關基因和它們的表達。結果表明木質素大部分沉積在胡蘿卜木質部導管的細胞壁上，胡蘿卜發(fā)育過程中，木質素含量呈現連續(xù)下降的趨勢，這可能與木質素生物合成相關基因表達量的降低有關。
　　6、以胡蘿卜根為研究材料，施加外源赤霉素，并對胡蘿卜植株生長特別是根的生長、木質部發(fā)育和木質素積累等進行