收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

替码板栗混合芽细胞程序性死亡特征及调控信号因子研究

王广鹏  
【摘要】:单位面积产量低、土地和光能利用率差是制约中国板栗产业升级的关键问题,而解决这一问题的根本是选育适合集约密植栽培的新品种。替码板栗具有自然更新控冠、树体矮化、修剪省工的独特优势,极其适合密植栽培,但其‘替码’性状形成机制至今尚不清楚。 为研究‘替码’性状是否由混合芽PCD所造成,首先对替码板栗芽体生长发育进程中的形态特征进行了观测,之后采用DNA Ladder检测、PI染色细胞核、流式细胞仪检测凋亡细胞率以及超微细胞结构观察相结合的方法,研究了替码板栗混合芽衰亡进程中细胞内部变化特征,继而为研究几类调控信号因子(内源激素、矿质元素和金属离子)在混合芽PCD进程中的效应和级联关系,以普通板栗混合芽为对照,HPLC、GC和FAAS法测定了替码板栗混合芽PCD进程中上述调控信号因子含量的动态变化,并针对检测结果在树体上进行了诱导回验试验。取得主要研究结果如下: 1.替码板栗枝条上部混合芽在生长发育过程中顺次展现出失水、枯萎和脱落的植物PCD典型形态学特征,认为混合芽自然衰亡是板栗‘替码’性状形成的直接原因。相较同期普通板粟混合芽生长发育形态学特征,把替码板粟合芽自然衰亡历程划分为5个特征明显时期。 2.替码板栗混合芽衰亡进程中(花后20-40d),芽体细胞内部表现出一系列植物PCD典型生化特征,包括:DNA逐渐降解并可检测到"DNA Ladder",PI染色后的细胞核直径逐渐减小、可染性(荧光强度)逐渐降低,凋亡细胞在芽体细胞群体中比率逐渐上升、具完整DNA含量的正常细胞比率逐渐下降。进一步观察细胞超微结构发现,替码板栗混合芽衰亡进程中细胞内部表现出明显的异常变化,并呈现有序的细胞死亡过程,首先液泡数量增多、体积变大,细胞核内核仁消失,继而液泡膜破裂,染色质发生凝聚,叶绿体和线粒体也在液泡膜破裂后逐渐肿胀、解体,期间质壁分离现象出现,最后液泡完全消失,细胞核解体,细胞器降解形成明显碎片,细胞壁皱褶变形,此时胞内完全没有完整细胞核和细胞器存在,此过程中所有细胞器是在质膜包裹下有序地降解。而对照板栗混合芽花后20~40d内,细胞内DNA无降解现象,PI染色细胞核荧光强度不变,细胞群体中凋亡细胞率变化不大,质膜内部细胞核和液泡、线粒体等细胞器一直保持完整、没有裂解现象。总之,替码板栗混合芽自然衰亡进程中细胞异常变化表现出植物细胞程序性死亡(PCD)的典型形态学特征标记和生化标记(真质标记),由此断定替码板栗混合芽细胞异常死亡不是细胞坏死(Necrosis),而是PCD现象,并且主要依据此过程中液泡协同其它细胞器变化的时间和形态特征,认为替码板栗芽体细胞死亡类型属于液泡型细胞死亡(Vacuolar cell death),板栗植株混合芽组织发生PCD是‘替码’性状形成的根本原因。 3.替码板栗混合芽PCD进程中,随着细胞表现出PCD形态和生化特征(花后25d),ZT、ZR含量出现异于普通板栗的下降趋势,而IAA、ABA和Eth却在细胞PCD特征出现前5d(花后20d)含量突然急剧增加,尤以Eth变化最为明显,并在整个DNA降解、细胞器裂解过程中保持较高水平。后续诱导剂回验试验证实,CTK类和IAA均不能诱导板栗混合芽死亡,但可使替码板栗混合芽死亡时间延后,说明ZT、ZR和IAA在混合芽PCD中具有负调控作用,其中ZT、ZR含量缺失可能是芽体PCD的必要因子,而IAA可能在芽体PCD进程中以含量上升的方式来发挥拮抗作用;ABA既可诱导板栗芽体死亡,又可在芽体PCD进程中特定阶段发挥抑制作用,说明其在混合芽PCD进程中具有双重作用;Eth可以刺激替码板栗混合芽PCD进程加速,并可很快诱导混合芽死亡,说明Eth对板栗混合芽PCD不仅具有促进作用,而且具有诱导作用,是PCD发生的正向调控信号因子。进一步通过Eth/ABA分析发现,板栗混合芽发育过程中Eth/ABA存在一种呈波浪式变化的动态平衡,而当这种平衡在替码板栗混合芽内被Eth相对量的增加所打破,既诱导芽体PCD特征出现,因此认为Eth和ABA协同调控着替码板栗芽体PCD的进程,其中Eth是诱导芽体PCD的优势主效调控信号因子。同时芽体PCD执行期开始时间与Eth/ABA剧增时间点一致,认为Eth/ABA可以作为板栗芽体PCD执行期开始的生理标记。 4.替码板栗混合芽PCD进程中,随着细胞PCD形态和生化特征出现(花后25d),芽体N、P含量出现异于对照的下降趋势,而K含量出现与对照下降趋势相反的上升;当替码板栗混合芽PCD形态和生化特征刚出现时,Ca浓度出现剧烈增加,当细胞液泡膜裂解和DNA降解最为严重时期,Ca浓度达到最高值;Fe含量于替码板栗混合芽PCD形态和生化特征出现前5d(花后20d)升高,随着DNA降解开始,Fe含量又急剧增加,至细胞DNA降解最为严重时,伴随DNA Ladder出现,此时混合芽内Fe含量达到最高峰值。以上说明伴随替码板栗混合芽PCD形态和生化特征出现,芽体内N、P、K、Ca含量均出现异于对照品种的变化,推测其参与替码板栗混合芽PCD事件,其中N、P含量的缺失是PCD进行的必要因子,Ca含量上升提高了核酸内切酶活性,保证了PCD的进行,并促进PCD进程加速。Fe于板栗混合芽PCD形态和生化特征出现前含量剧增,推测Fe在混合芽PCD进程中具有正向调控作用。 此研究结果拓展了木本植物器官PCD研究领域,在人为调控替码率、定向改变板栗结果枝组发育模式方面具有重要的理论及应用价值,同时为今后选育适合矮化密植的替码板栗新品种奠定理论基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李林栋,李永权;绿色食品——南丹县板栗生产技术[J];广西园艺;2003年06期
2 李永忠;浅谈江宁低山丘陵板栗生产的前景[J];江苏林业科技;1987年03期
3 龚思维;韶关市发展板栗生产的几点建议[J];经济林研究;1992年S1期
4 黎先进;四川板栗生产现状与发展[J];四川林业科技;1993年01期
5 雷鸣宇;商洛地区板栗生产调查[J];落叶果树;2002年06期
6 ;促进板栗丰产的几项措施[J];广西林业科学;1976年04期
7 贾大柱;;金寨县板栗资源开发利用刍议[J];安徽林业科技;1996年01期
8 廖祥文;希望开发板栗生产机械技术[J];湖南农机;2003年03期
9 陈为修;;莒县板栗栽培技术要点[J];农业知识;2008年35期
10 丁向阳;吴慧星;;河南省板栗及其生产发展意见[J];河南农业科学;1993年06期
11 吴黎明;丽水地区板栗生产现状及发展对策[J];经济林研究;1995年04期
12 谢治芳,黄练忠,陈世清,翁树章;我国加入“WTO”与广东板栗生产的发展[J];广东林业科技;2002年04期
13 王福堂;河北省板栗生产与研究的进展[J];河北果树;1991年03期
14 莫明全;刘文新;李全寨;张九辉;李剑峰;;板栗疏苞技术要点[J];广西热带农业;2008年01期
15 卢海霞;;丹凤县无公害板栗高产栽培技术[J];现代园艺;2010年08期
16 ;加强科学管理 促进板栗增产——全国板粟增产科技座谈会在河北省迁西县召开[J];林业实用技术;1974年09期
17 陈文;;板栗趣谈[J];山西果树;1983年02期
18 徐江峰,鲍丽芳,金兆谦;板栗生产中存在的几个技术问题与对策探讨[J];华东森林经理;1996年01期
19 王绍斌 ,钱开胜;平乐县着力建设板栗生产基地[J];柑桔与亚热带果树信息;2004年08期
20 郭致中;;板栗开发[J];贵州林业科技;1988年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙永科;杨林富;杨亮宇;毕保良;初晓辉;杨玉艾;;板栗花提取物体外抑菌效果研究[A];中国畜牧兽医学会食品卫生学分会第十一次学术研讨会论文集[C];2010年
2 张媛;卜志国;吴晓蕾;兰海波;徐继忠;;板栗空苞调控技术研究进展[A];第五届全国干果生产、科研进展学术研讨会论文集[C];2007年
3 张明洲;张帆;张兆国;;林州市板栗生产的气象服务技术分析[A];天气、气候与可持续发展——河南省气象学会2010年年会论文集[C];2010年
4 俎文芳;;新农药“栗虫净”对栗子红蜘蛛的防治效果研究[A];河北省果树学会第十三届学术年会论文集[C];1995年
5 张玉龙;;山西的板栗资源及其科研进展[A];首届全国干果生产与科研进展学术研讨会论文集[C];1998年
6 周士龙;;平谷县板栗低产的原因与解决途径[A];首届全国干果生产与科研进展学术研讨会论文集[C];1998年
7 朱健;张世斐;赵玲爱;;华山地区板栗病虫害发生态势及防治对策[A];首届全国干果生产与科研进展学术研讨会论文集[C];1998年
8 邵则夏;;云南板栗优系选择研究及推广应用报告[A];面向21世纪的中国林木遗传育种——中国林学会林木遗传育种第四届年会文集[C];1997年
9 丁向阳;;加入WTO对河南板栗产业的影响及应对措施[A];第三届全国干果生产与科研进展学术研讨会论文集[C];2003年
10 李体智;;丹东地区板栗生产的思考[A];首届全国干果生产与科研进展学术研讨会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王广鹏;替码板栗混合芽细胞程序性死亡特征及调控信号因子研究[D];沈阳农业大学;2012年
2 高捍东;板栗主要栽培品种的分子鉴别及遗传分析[D];南京林业大学;1999年
3 郑国生;牡丹(Paeonia suffruticosa)开花生理特性与冬季成花机理的研究[D];山西农业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈广宁;不同成熟期板栗新品种选育研究[D];山东农业大学;2012年
2 王静;板栗的钙素营养研究[D];北京林业大学;2011年
3 张勇;高效液相色谱法检测板栗中的农药残留[D];山东农业大学;2010年
4 郭成圆;板栗花芽分化及内源激素变化的研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 罗春芳;板栗内生真菌资源与板栗干腐病生物防治研究[D];信阳师范学院;2010年
6 王倩;品种配置对燕山板栗结实情况及果实品质影响研究[D];北京林业大学;2012年
7 陈佳佳;板栗花粉直感现象对果实品质的影响[D];西南林业大学;2010年
8 张海成;叶幕微气候对板栗品质影响的研究[D];北京林业大学;2010年
9 张建旺;板栗花中黄酮及挥发类物质的研究[D];河北科技师范学院;2012年
10 张静会;不同时期及砧穗生理因素对板栗嫁接成活率影响研究[D];河北科技师范学院;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 钟燕平;北京有机板栗生产环境评价通过验收[N];农民日报;2009年
2 本报记者 宋延涛;丹东板栗生产企业遭遇“喜人烦恼”[N];经理日报;2009年
3 报道组 舒清海;宣平板栗种植户减产反而增收[N];金华日报;2010年
4 本报记者 冯海波 通讯员 周枚锦 卢剑娴;小板栗也成特色大产业[N];广东科技报;2011年
5 李晓兰 任永生 丽雪;迁西金秋板栗昨正式开秤收购[N];唐山劳动日报;2011年
6 李呈祥 陈义峰;兴隆建成区域板栗交易集散中心[N];承德日报;2010年
7 本报记者  龙全忠 通讯员  李晓兰 任永生;迁西板栗 是名品,就要做名牌[N];河北经济日报;2007年
8 记者 陈光勋;板栗:干果之王[N];中国特产报;2010年
9 本报记者 杨汗军;山青水秀生态美 人杰地灵气象新[N];中国商报;2010年
10 段莉萍;中村乡力创优质板栗品牌[N];楚雄日报(汉);2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978