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茉莉酸对水稻幼苗侧根发生的诱导效应及其与生长素和水杨酸的关系

王树才  
【摘要】: 以少侧根突变体llr(less-lateral-root)及其野生型“IR8”(国际水稻所8号)水稻(Oryza sativa L.)幼苗为实验材料,研究了茉莉酸(jasmonic acid,JA)对侧根发生的诱导效应及其与生长素的关系,并制备了专一识别水杨酸(salicylic acid,SA)的单克隆抗体,建立了相应的ELISA,以此为基础对JA诱导的侧根发生与SA的关系进行了初步研究。 1.外源JA诱导水稻幼苗种子根上侧根的发生 将2d水稻幼苗种子根全部浸入0.016-50μmol/L的JA溶液中处理48h,结果种子根的伸长受到抑制,其抑制程度与JA浓度成正比。浓度小于2μmol/L的JA处理可促进种子根上侧根的发生。在侧根着生区域内每厘米根段上的侧根数目(number of lateral roots per centimeter,NLRC)随JA浓度的增大而增加,最多可增加到原来的169%(“IR8”)和285%(llr)。浓度大于2μmol/L时JA仍可促进种子根远根基区段(JA处理过程中及其后形成的根段)侧根的发生,但抑制近根基区段(JA处理之前形成的根段)侧根的发生,因此NLRC有所下降。JA对根毛的发生则起抑制作用,大于1μmol/L的JA可完全抑制远根基区段根毛的发生。JA对侧根发生的促进及对根毛发生的抑制在处理解除后7d仍可以观察到。实验结果还表明突变体llr和“IR8”对JA的响应没有明显的差异,说明基因llr编码的产物可能并不参与JA诱导的侧根发生的信号转导。 2.JA诱导的水稻幼苗侧根的发生与生长素的关系 虽然JA和生长素都可以抑制种子根的伸长和促进侧根的发生,但两者的作用有明显的不同。在抑制种子根伸长方面,llr对生长素有一定的抗性,对JA的响应却和“IR8”的没有明显差异。在诱导侧根发生方面,外源吲哚丁酸(indole-3-butyric acid,IBA)可以显著促进水稻幼苗侧根的发生,且侧根密度随IBA浓度的增大而增加。不过IBA是促进近根基区段内侧根的发生,而JA则是促进远根基区段内侧根的发生。实验结果还表明IBA对水稻幼苗侧根发生的促进作用可能并非是通过转化为吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)而实现,因为外源IAA不能促进水稻幼苗侧根的发生, 荣莉酸对水稻幼苗侧根发生的诱导效应及其与生长素和水杨酸的关系 却和 IBA一样可以抑制种于根伸长及促进侧根伸长,只是IAA具有这种效应需要的 浓度是IBA的20多倍。 3.JA诱导的水稻幼苗恻根的发生与水杨酸的夫系 以5-氨基水杨酸*仓minosalicylic acid,5-ASA)的5位氨基为偶联位点,血蓝蛋 白 hemocyanln from keyhole llmpets,KLH)为载体合成了 SA-NH-CH。-NH-KLH,以 此为兔疫原免疫小鼠,利用杂交瘤融合技术得到三株可产生针对SA抗体的细胞株, 并对其中编号为SZ-SF的细胞株产生的单克隆抗体的特性进行了研究,发现它对SA 和 5-ASA具有高亲和力。用该抗体建立了定量测定SA的直接酶联免疫吸附测定法 (enzyme-linked lmmunosorbent assay,ELISA),其检坝范围为 0.01 95-20mol。利用 该ELISA的测定结果表明,JA处理影响到稻苗内源SA的平衡。外源处理结果则表 明虽然 SA也和 JA一样可以抑制种子根的伸长,但对侧根发生的影响却与 JA不同, 外源SA显著抑制水稻幼苗侧根的发生,且抑制程度随SA浓度的增大而增加。研究 结果还显示,SA可以逆转JA对根毛发生的抑制。 总之,本研究结果表明JA可以促进水稻幼苗侧根的发生,而SA则抑制侧根的 发生。JA对侧根发生的促进作用有别于生长素,因此JA对侧根发生的诱导可能不依 赖于生长素途径,JA可能是除生长素之外另外一种可以直接诱导侧根发生的植物激 素。


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