發(fā)布時間：2020-05-17 18:52

【摘要】：黃瓜是一種重要的蔬菜作物,具有兩種不同類型的生長習性:無限生長型和有限生長型。栽培黃瓜大多是無限生長型,生長周期長,產量高;而有限生長型黃瓜便于機械采收,節(jié)省人力。黃瓜的葉片來源于頂端分生組織,葉腋處產生單性花(包括雌花和雄花),其中雌花發(fā)育成果實。頂端分生組織的維持與否直接決定黃瓜的無限或有限生長習性。擬南芥開花整合基因LFY及其同源基因在促進花發(fā)育、調節(jié)開花時間以及控制分枝發(fā)育方面具有重要作用。此外,前期研究表明黃瓜的有限生長習性是由一個隱性單基因控制,在黃瓜自交系G421(Gy7)中,有限生長習性由第六號染色體的de位點控制。本論文通過同源克隆得到了黃瓜CsLFY基因,并通過圖位克隆發(fā)現de位點是由CsTFL1基因的一個非同義突變導致。借助分子生物學、發(fā)育生物學以及生物化學等技術手段研究了黃瓜CsLFY和CsTFL基因的生物學功能。主要獲得以下研究結果:1、CsLFY基因在頂端分生組織、花分生組織和花器官原基中表達,異位表達CsLFY基因能夠恢復擬南芥lfy-5突變體花發(fā)育缺陷的表型。2、黃瓜CsLFY-RNAi干擾株系中CsWUS和CsLFY潛在靶基因(CsAP3、CUM1)表達水平顯著下降,頂端分生組織發(fā)育缺陷,葉片起始提前終止。3、生化分析表明黃瓜CsLFY蛋白能夠與CsWUS蛋白直接互作。4、黃瓜CsTFL1基因在頂端分生組織和側生分生組織中心區(qū)以及嫩莖中表達。異位表達黃瓜CsTFL1基因能夠延遲擬南芥的開花時間并恢復擬南芥tfl1-11突變體頂生花的表型。5、CsTFL1-RNAi干擾株系以及點突變材料3579導致黃瓜花打頂現象,從而轉變?yōu)橛邢奚L型植株。6、在黃瓜上,盡管CsFD蛋白能夠結合CsFT和兩個14-3-3蛋白,但CsTFL1并不能與CsFD和14-3-3蛋白互作。綜上所述,黃瓜CsLFY通過與CsWUS互作調控黃瓜頂端分生組織維持,并通過激活CsAP3和CUM1基因來促進黃瓜花的發(fā)育,揭示了開花整合基因CsLFY在黃瓜頂端分生組織維持和花發(fā)育過程中的生物學功能和調控機制。此外,黃瓜CsTFL1基因在調控花打頂及有限生長習性方面既存在功能保守性,又存在工作模式的特殊性,解析了CsTFL 調控黃瓜花打頂及有限生長習性方面的功能及其作用方式。研究結果為滿足不同生產體系需求的黃瓜株型育種提供理論依據和基因資源。
【圖文】：

植物的整個生命周期可分為不同的發(fā)育階段。以擬南芥為例，營養(yǎng)生長階段的ＳＡＭ兩翼不逡逑斷地產生蓮座葉，經過多種環(huán)境及內源信號誘導后，ＳＡＭ將會轉變?yōu)榛ㄐ蚍稚M織（ＩＭ）邋，，邋ＩＭ逡逑首先產生幾個莖生葉，隨后從ＩＭ邊緣處產生花分生組織（ＦＭ）并最終發(fā)育成完全花［５＿７】（圖１－１逡逑Ｂ－Ｃ）。因此，ＦＭ的出現作為營養(yǎng)生長階段到生殖生長階段轉變的標志。逡逑Ａ邐ｓｔｅｍ邐Ｃ邐ｃ逡逑ｃｅｌｌｓ邐ｖｆ邐Ｖ逡逑－、ｔｅ８，邋＜逡逑圖１－１擬南芥頂端分生組織維持模式圖逡逑（Ａ）由Ｗ仍和ＣＬＫ基因組成的頂端分生組織維持反饋調節(jié)環(huán)。（Ｂ）擬南芥花序分生組織的掃描電鏡圖。１、２逡逑和４代表花分生組織的不同發(fā)育階段。（Ｃ）野生型擬南芥植株結構示意圖。依次產生三種不同的結構單位：蓮逡逑座葉、具有苞片的花序、無苞片的花。（Ｃ’）擬南芥的完全花。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｓｈｏｏｔ邋ｍｅｒｉｓｔｅｍ邋ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ邋＼ｎ邋Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ逡逑（Ａ）邋Ａ邋ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ邋ｆｅｅｄｂａｃｋ邋ｌｏｏｐ邋ｃｏｎｓｉｓｔｓ邋ｏｆ邋ＷＵＳ邋ａｎｄ邋ＣＬＶ邋ｇｅｎｅｓ．邋（Ｂ）邋Ｓｃａｎｎｉｎｇ邋ｅｌｅｃｔｒｏｎ邋ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ邋ｏｆ邋ａｎ邋Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ逡逑ｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅ邋ｍｅｒｉｓｔｅｍ．邋Ｔｈｅ邋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ邋ｓｔａｇｅｓ邋ｏｆ邋ｅｍｅｒｇｉｎｇ邋ＦＭｓ邋ａｒｅ邋ｉｎｄｉｃａｔｅｄ邋ａｓ邋１

ＬＦｒ是一個植物特異轉錄因子，在花發(fā)育過程中起著非常重要的作用，ｉｆｆ基因突變后將逡逑會導致正常的花轉變成花序結構［２７，２８］。在擬南芥中，基因均勻地分布在花分生組織以及花器逡逑官原基上，但在花序分生組織以及頂端分生組織中并無表達［２５，２９’３（１１（圖１－３八－１３）。１７＾基因通過逡逑直接結合到必NB尸３」和等花器官特性基因的調節(jié)區(qū)來決定花分生逡逑組織的命運［３１］。ＪＰｉ基因被ＬｉＴ基因激活后首先在整個花原基中都有表達，隨后受到ＪＧ基因在逡逑內部兩輪花器官（雄蕊和心皮）中的抑制而在[縉突ò暝刑匾轂澩錚簦玻�，邋３２’３３Ｋ|ㄍ跡保沖澹茫�。辶x希蹋疲僂ü耄疲猓錚鞍祝眨危眨櫻眨粒體澹疲蹋希遙粒體澹希遙牽粒危渝澹ǎ眨疲希┗プ骷せ罨蛟諢ò旰托廴鐫義匣斜澩錚眨疲鮮牽櫻茫棋澹ǎ櫻耄穡歟悖酰歟歟椋睿疲猓錚澹穡潁錚簦澹椋睿┓核亓用父春咸宓鬧匾槌剎糠鄭穡礎常擔ㄍ煎義希保沖澹茫�。此外，ＬＦEü耄祝眨踴蛐饔美醇せ睿諄蛟諦廴錆托鈉ぴ斜澩錚ㄍ跡保沖義希模

本文編號：2669015