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《浙江大学》 2004年
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萝卜春化作用及其与DNA甲基化水平的关系

汪炳良  
【摘要】: 植物的春化作用是一个“古老”的话题,人们早就发现,许多生长在高纬度地区的植物在开花前需要经历一个相当长的低温时期。通过模式植物拟南芥的研究,已经识别和分离了许多与开花有关的基因,而这些基因如何在植物生长发育过程中进行特定时空的表达及调控是植物生长转变研究的热点。近期的研究结果表明,DNA去甲基化在植物基因表达调控中发挥了重要作用,有关DNA甲基化与植物春化作用的关系目前主要集中于模式植物拟南芥,近年来在小麦、白菜等植物上也有报道,但有关植物启动花芽分化后,DNA甲基化水平的变化亦未见报道。另外,春化信号为什么不能传递给有性后代(即有性后代必须重新启动春化)也一直令人费解。本试验以冬性强弱不同的萝卜品种为材料,研究了萌动种子低温处理和5-azaC处理对花芽分化和开花的影响,分析测定了花芽分化过程中茎尖组织和叶片碳水化合物、可溶性蛋白质以及α-淀粉酶、EST和POD同工酶的活性和酶带变化,测定了低温处理和5-azaC处理后茎尖组织DNA甲基化水平以及花芽分化前后茎尖组织和叶片DNA甲基化水平的变化。主要实验结果如下: (1)在自然条件下,萝卜从播种到现蕾、抽薹和开花的时间随品种、播种期而发生变化,并存在极显著的品种与播种期的互作效应。强冬性的‘白玉春’和‘早春大根’除了4月以前播种外,均不能在年内开花,而春性品种‘短叶13’即使在温度较高、日照较短的早秋播种也能在年内开花。播种到开花的时间越短,开花时植株的生长量(株高和叶片数)越少。 (2)萌动种子低温处理可以显著促进冬性品种‘一点红’和春性品种‘短叶13’的花芽分化。处理温度越低和/和处理时间越长,对花芽分化和开花的促进作用越明显;春性品种‘短叶13’的萌动种子在5℃和10℃条件下处理10d就能显著促进其花芽分化,而且即使未经低温处理,并给予15℃以上的生长温度和16h的长日照条件,植株也能在播种后70d内开花;但冬性品种‘一点红’则需要在5℃或10℃下处理20d以上方能显著促进花芽分化,若不给予低温处理,即使给予16h的长光照条件,在播种后90d也不能开花。低温处理在显著促进植株花芽分化的同时,减少了花芽分化开始时的叶片数,株高也明显下降。 (3)无论是冬性品种‘一点红’或是春性品种‘短叶13’,在花芽分化过程中, 摘要 茎尖可溶性糖、,蔗糖和淀粉含量均发生了较有规律性的变化,品种间具有大致一致的 变化趋势。随着花芽分化的继续,可溶性糖含量呈先上升后下降的趋势;蔗糖和淀粉 含量则一直呈现上升趋势,在花芽分化完成后再下降。叶片中可溶性糖、蔗糖和淀粉 含量始终低于茎尖。冬性品种‘一点红’在花芽分化初期的可溶性糖含量高于春性品 种‘短叶13’,但蔗糖和淀粉含量在整个花芽分化期间则始终较低。说明茎尖碳水化 合物,特别是蔗糖含量与花芽分化和品种冬性强弱有一定关系。 (4)花芽分化开始时,冬性品种‘一点红’其茎尖可溶性蛋白质含量明显低于 春性品种‘短叶13’,但此时叶片中蛋白质的含量则相反。在花芽分化前后,茎尖POD、 EST及Q一淀粉酶活性有一定的变化,而且品种间具有相似的变化态势。但花芽分化 开始时以及花芽分化中期存在若干特异酶带,Rr二0.44和Rr=0.93的Q一淀粉酶酶带 均没有在萌动种子中出现,但分别发生在花芽分化开始时的春性品种‘短叶13’和 冬性品种‘一点红’的茎尖和叶片中,该两条a一淀粉酶酶带可能与花芽分化和冬性 品种的强弱有关;Rr=0.巧的EST酶带没有在萌动种子中出现,只有在花芽分化开 始的茎尖和叶片以及花芽分化中期的茎尖中存在,之后不再出现,所以可能与花芽分 化的启动有关。 (5)萌动种子低温处理可以明显降低茎尖组织DNA甲基化水平,而且随着处 理温度的降低和/或处理时间的延长,DNA甲基化水平呈继续下降的趋势。萌动种子 低温处理降低DNA甲基化水平的效果在品种间存在一定差异,春性品种‘短叶13’ 其DNA甲基化水平比较容易被降低,而冬性品种‘一点红’的萌动种子在10℃下处 理10d尚不能降低其DNA甲基化水平。茎尖组织DNA甲基化水平因萌动种子低温 处理而降低的变化趋势与萌动种子低温处理对花芽分化和开花的促进作用具有一致 性。 (6) 0.10一1.00mmol/l的5一azaC处理萝卜种子3一6d可以促进花芽分化和开花, 这种促进效果在春性品种‘短叶13’中更加明显。用5一azaC处理‘短叶13’萝卜种 子6d,茎尖组织DNA甲基化水平均有所降低,并与萌动种子5℃处理10d后茎尖组 织DNA甲基化水平相当甚至更低;而且随着处理浓度的提高,茎尖组织DNA甲基 化水平呈继续下降态势。 (7)茎尖组织和茎尖幼叶的DNA甲基化水平在花芽分化前后发生了明显的变 化。茎尖组织DNA甲基化水平在开始花芽分化时达到最低,一旦茎尖开始花芽分化, 其DNA甲基化水平又呈逐渐上升的趋势;茎尖幼叶其DNA甲基化水平在花芽分化 摘要 前最低,随着花芽分化的进行,茎尖幼叶DNA甲基化水平逐渐提高。冬性品种‘一 点红’和春
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S631.1

【引证文献】
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7 刘莉;陈集双;郎秋蕾;王冲;杜志游;;萝卜黄边病毒RNA1部份序列的克隆与鉴定[A];中国细胞生物学学会第八届会员代表大会暨学术大会论文摘要集[C];2003年
8 李栒;;萝卜花粉授在油菜柱头上的效应[A];2004’中国作物学会学术年会会议资料[C];2004年
9 黄浩;柳李旺;龚义勤;陈崇顺;张慧荣;;萝卜总RNA提取与mRNA差异显示技术初步研究[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
10 肖昕;冯启言;王华;刘忠伟;;重金属对萝卜生长的影响与富集特征[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王瑗;“潍县萝卜”不愁卖[N];中国特产报;2008年
2 本报记者 张雯发;萝卜豪赌:一场游戏一场梦[N];新农村商报;2011年
3 记者 李济超;陆丰韩国梅花萝卜示范区获评“优秀”[N];汕尾日报;2011年
4 传健;冬食萝卜保健康[N];中国水利报;2002年
5 本报记者 王飞;萝卜岗上,新县城破茧成蝶[N];四川日报;2010年
6 刘文勤;潍坊市年产潍县萝卜1.2亿个[N];中国食品质量报;2008年
7 记者 罗元敏 实习记者 周严国;马书记眼中萝卜寨两年“三大变”[N];阿坝日报;2010年
8 新华社记者 邹伟 周英峰;扫黄,“拔出萝卜”还须“带出泥”[N];新华每日电讯;2010年
9 邹静;自制萝卜美食[N];中国食品质量报;2002年
10 王风成;冬季多吃萝卜少吃姜[N];保健时报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汪炳良;萝卜春化作用及其与DNA甲基化水平的关系[D];浙江大学;2004年
2 李红双;萝卜对芜菁花叶病毒病和黑腐病抗性的遗传分析[D];中国农业科学院;2009年
3 贾晋;大白菜和萝卜败蕾相关基因的差异表达及克隆研究[D];西北农林科技大学;2008年
4 涂玉琴;药用植物菘蓝与芸薹族栽培种的族间杂种合成及遗传分析[D];华中农业大学;2009年
5 龙艳;甘蓝型油菜基因组中开花期QTL的检测和分析[D];华中农业大学;2008年
6 王甲威;利用基因芯片分析小麦春化过程中茎尖基因表达谱的研究[D];山东农业大学;2009年
7 杨宗渠;黄淮麦区小麦品种春化发育特性及冬前积温的调控效应研究[D];河南农业大学;2007年
8 赵荣秋;甘蓝春化相关基因BoVIN3的克隆及分析[D];东北农业大学;2012年
9 郭玉华;盐芥重要生长发育期的生理生态机制研究[D];山东师范大学;2012年
10 陈洪高;萝卜—芥蓝异源四倍体的结实性和可交配性研究[D];华中农业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏明吉;氮磷钾对萝卜生长发育、产量及品质的影响[D];华中农业大学;2004年
2 江敏;萝卜硫苷的分离纯化工艺研究[D];合肥工业大学;2012年
3 李文平;甘蓝春化过程中相关酶活性及内源激素的变化规律的研究[D];东北农业大学;2010年
4 杨朝旭;不同灌溉条件下萝卜的生理生态响应[D];中央民族大学;2004年
5 闫延涛;普通小麦中春化基因VRN1及甲基转移酶基因的克隆及表达[D];河南农业大学;2010年
6 杨(龙天);春化相关基因Vrn2的克隆及分析[D];华南热带农业大学;2002年
7 张晶;小麦春化基因及其等位变异的研究[D];中国农业科学院;2010年
8 刘建东;小麦春化与抗寒相关性蛋白质研究[D];山西农业大学;2003年
9 李丽;氮素浓度及形态对叶用萝卜硝酸盐含量的影响[D];华中农业大学;2004年
10 孔秋生;萝卜种质资源遗传多样性和亲缘关系的研究[D];华中农业大学;2003年
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