外源茉莉酸甲酯与干旱胁迫对三角梅花期的调控机理研究
三角梅(Bougainvillea spp.)是一种藤状灌木,具有园艺价值的三角梅观赏品种大约有400余种,目前在三角梅的花期调控上,主要采用外源植物生长调节剂刺激、控制环境影响因子等技术措施,但对相关技术背后成花机理研究尚少。茉莉酸甲酯(MeJA)作为植物内源性信号分子,在逆境响应与发育调控中发挥关键作用。然而,外源MeJA与干旱胁迫协同调控花期的实践在三角梅中的研究尚属空白。目前,关于外源MeJA调控植物开花的分子路径多集中于模式植物,而三角梅相关研究多停留在表型观察与栽培经验层面,在系统性的生理与分子证据方面尚存在一定的局限性。本研究对‘小叶...
三角梅(Bougainvillea spp.)是一种藤状灌木,具有园艺价值的三角梅观赏品种大约有400余种,目前在三角梅的花期调控上,主要采用外源植物生长调节剂刺激、控制环境影响因子等技术措施,但对相关技术背后成花机理研究尚少。茉莉酸甲酯(MeJA)作为植物内源性信号分子,在逆境响应与发育调控中发挥关键作用。然而,外源MeJA与干旱胁迫协同调控花期的实践在三角梅中的研究尚属空白。目前,关于外源MeJA调控植物开花的分子路径多集中于模式植物,而三角梅相关研究多停留在表型观察与栽培经验层面,在系统性的生理与分子证据方面尚存在一定的局限性。本研究对‘小叶紫’三角梅(Bougainvillea glabra)及‘水红’三角梅(Bougainvillea × buttiana‘Miss Manila’)盆栽进行外源茉莉酸甲酯(MeJA)喷施、干旱胁迫以及二者结合处理,诱导成花,观测花期及盛花期成花数量,分析花芽形成过程中的生理变化,通过转录组测序分析构建诱导‘水红’三角梅成花期间的顶芽转录组差异表达谱,挖掘成花相关基因。对三角梅花期调控技术涉及的成花诱导机制进行研究,为阐明外源茉莉酸甲酯与干旱胁迫协同调控花期的分子机制提供科学依据。主要研究结果如下: 1. 单独喷施外源MeJA及喷施外源MeJA结合干旱胁迫处理均能有效诱导‘水红’三角梅快速形成花芽、提早开花。10μmol/L MeJA(J10)、50μmol/L MeJA(J50)、持续控水+10μmol/L MeJA(CJ10)、持续控水+50μmol/L MeJA(CJ50)处理的植株花芽形成时间分别比对照(CK)提前了4 d、36 d、31 d、21 d,花期分别比CK延长27 d、127 d、68 d、88 d、145 d;‘小叶紫’三角梅持续控水(CWC)、10μmol/L MeJA、50μmol/L MeJA、持续控水+10μmol/L MeJA、持续控水+50μmol/L MeJA处理均延迟了植株花芽形成及开花时间,花芽形成时间分别延迟于CK 8d、10 d、5 d、18 d、20 d,花期分别比CK延长26 d、66 d、75 d、23 d、24 d,CJ10、CJ50处理对‘小叶紫’三角梅花朵数量增加最为明显,分别是CK的1.22、1.37倍。 2. 持续控水+10μmol/L MeJA、持续控水+50μmol/L MeJA处理下两个三角梅品种的叶片叶绿素含量较高;持续控水+50μmol/L MeJA处理促进‘水红’三角梅可溶性蛋白含量持续积累,同时调控植物体内内源激素达到平衡,降低脱落酸(ABA)和生长素(IAA)水平,诱导赤霉素(GA3)峰值提前至处理20 d(达39.7 ng/g);‘小叶紫’三角梅中处理前期(0 d~10 d)持续控水处理显著提升可溶性蛋白含量,后期(20 d~30 d)以持续控水+50μmol/L MeJA处理的较高,吲哚丁酸(IAA)含量总体以持续控水处理最低,持续控水+10μmol/L MeJA、持续控水+50μmol/L MeJA处理后期ABA含量显著低于其他处理,不同处理下GA3随时间延长呈降低趋势;不同品种三角梅丙二醛含量呈不同变化趋势。 3. 对不同处理的‘水红’三角梅的隶属函数均值进行排序,处理第10 d时隶属函数均值表现为CJ50>CJ10>J50>CWC>CK>J10,处理第20 d时表现为CJ50>CJ10>J10>CWC>J50>CK,处理第30 d时表现为CJ50>J50>J10>CJ10>CK>CWC,均以CJ50处理最佳,说明持续控水+50μmol/L MeJA处理下‘水红’三角梅的花期调控效果最佳。 4. 转录组数据分析得出‘水红’三角梅持续控水、外源茉莉酸甲酯、持续控水结合外源茉莉酸甲酯处理均引起大量基因在成花诱导期间与对照差异表达,持续控水+50μmol/L MeJA处理和持续控水+10μmol/L MeJA处理最显著,差异基因数量分别达5211和4952。这些差异基因主要富集在次生代谢产物生物合成、植物激素信号转导、核糖体和植物-病原体相互作用等途径。持续控水处理、控水+外源MeJA激素处理均引起大量基因在成花诱导期间与对照差异表达,其中持续控水+50μmol/L MeJA 30 d时效果最为显著,这与生理指标趋势一致,‘水红’三角梅的基因主要来源于CONSTANS-LIKE(COL)、GIGANTEA、CAULIFLOWER A:MADS-box、EARLY FLOWERING 3(ELF3)和Polycomb蛋白(EMF2)家族,筛选出的DTH2、COL2、CAL1、GI1、BETA和GIDIB等11个在成花诱导期间显著上调表达的基因能显著促进‘水红’三角梅开花。
展开
授予学位
硕士
学位年度
2025
语 种
chi
分类号
S685.99
机标分类号
在线出版日期:
2025年9月12日