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草莓花芽形成和果实发育过程中IAA及ABP1的免疫化学分析

侯智霞  
【摘要】: 以草莓(Fragaria ananasssa.Duch.)为试材,采用免疫组织化学分析的方法,利用Indole-3-acetic acid(IAA)的单克隆抗体和生长素结合蛋白1(ABP1)的多克隆抗体,首次对花芽形成和果实发育过程中,草莓茎尖、花托和瘦果中的内源IAA以及ABP1的分布及动态变化进行了原位分析;结合IAA极性运输抑制剂——萘基酞氨酸(NPA)对花芽孕育期间的草莓茎尖的处理;并利用胶体金免疫电镜定位的方法,对这些过程中草莓茎尖分生组织和分化中的花器官原基,以及花托维管组织中IAA和ABP1的亚细胞分布进行分析,结果表明: 在花芽孕育时期,IAA及ABP1越来越集中分布于花芽孕育的关键部位——茎尖分生组织(SAM)。花芽分化整个过程中,茎尖内都有IAA和ABP1的明显分布,该过程中IAA与ABP1的分布部位基本相同,随着花芽分化进程的推进,两者总是分布于分化发育最旺盛的花芽分生组织以及各个花器官原基部位。 利用IAA的极性运输抑制剂NPA对花芽孕育过程中的草莓茎尖进行处理,观察了草莓花芽分化的进程,对茎尖组织中IAA进行定量、定位分析。结果表明,该时期用NPA处理草莓茎尖,可以抑制SAM部位IAA含量的增加,并引起花芽分化进程的延迟和花芽发育的异常。分析认为,草莓茎尖中的IAA可能主要由幼叶及叶原基产生,并通过叶片以及茎尖的维管系统运向SAM及其它相关部位。SAM部位一定水平的IAA以及有正常功能的IAA运输体系,不仅是草莓成花转变所必需,也是维持花芽分化正常进行所必需的。 果实发育过程中,从绿熟后期到转色期,花托维管组织内都有特异的IAA及ABP1信号存在。其中,IAA信号以白熟前期和转色期明显较强,并主要分布于韧皮部;ABP1信号一直较强,而且,在白熟中期以后,除韧皮部以外,木质部中也出现ABP1信号,并有逐渐加强的趋势。瘦果中,从绿熟后期到白熟后期IAA信号逐渐增强,IAA信号主要分布于发育着的胚中,转色期以后瘦果中基本上检测不到IAA信号。从绿熟期到转色期瘦果内一直有很强的ABP1信号存在,信号主要分布在发育着的胚及胚周围组织中。 亚细胞定位结果表明,花芽形成的整个过程中茎尖分生组织(SAM)和花器官原基部位的细胞中都有IAA和ABP1的明显分布,并且两者在分布位置上非常相似,都主要分布在质膜(PM)、内质网(ER)、细胞壁(CW)、核(N)、液泡膜(VM)等部位。其中在质膜和内质网上的信号最突出。果实发育的白熟期与转色期,花托维管组织的细胞中都存在较强的IAA与ABP1信号,两者存在部位也非常相似,都主要分布在筛管分子的细胞壁、质膜,以及伴胞的细胞壁、质膜、细胞质及内膜系统上,导管分子的次生壁上也有明显而且特异的IAA以及ABP1存在。 本研究不仅为内源IAA以及ABP1在植物分生组织及维管组织中的组织水平及亚细胞水平分布及变化提供了直观的形态学证据,也充分表明ABP1与IAA关系非常密切。认为IAA与ABP1可能协同作用于草莓的花芽形成和果实发育。


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