甘蔗节间伸长过程赤霉素生物合成关键基因的表达及相关植物激素动态变化

以甘蔗(Saccharum officinarum)优良品种桂糖42号(GT42)为研究材料, 分别于未伸长期(9-10叶龄以前) (Ls1)、伸长初期(12-13叶龄) (Ls2)和伸长盛期(15-16叶龄) (Ls3)取甘蔗第2片真叶(自顶部起)对应的节间组织, 测定其赤霉素(GA)、生长素(IAA)、油菜素甾醇(BR)、细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)和脱落酸(ABA)的含量, 并通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析赤霉素合成途径关键基因GA₂₀氧化酶基因(GA20-Oxidase1)、赤霉素受体基因(GID1)和DELLA蛋白编码基因(GAI)的差异表达。结果表明, 在甘蔗伸长期间, GA和IAA含量呈现上升趋势, CTK和ABA含量呈下降趋势, ETH含量先上升后下降, BR含量则变化不明显; GA20-Oxidase1和GID1的表达呈上升趋势, 而GAI的表达则呈下降趋势, 这与相关植物激素的变化基本一致。综上, 甘蔗节间伸长过程主要与GA和IAA相关, 其次为CTK和ABA, 而ETH受到IAA的调控影响节间伸长; 植物激素间通过相互作用调控GA20-Oxidase1、GID1和GAI的表达, 影响GA含量和GA的信号转导过程, 进而影响甘蔗节间的伸长。该研究揭示了甘蔗节间伸长过程中赤霉素生物合成途径和信号转导关键基因的差异表达及植物激素含量的动态变化规律。     

植物激素的高效液相色谱

植物激素包括生长素、细胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和乙烯五大类。它们种类繁多,在植物提取物中结构类似,能干扰植物激素测定的物质就更多了。目前,从植物材料中发现和已经鉴定的GA有62种,CTK有23种,吲哚乙酸(IAA)衍生物和相关化合物有27种,ABA代谢物和相关化合物有12种。     

水稻茎伸长生长与植物激素

赤霉素（GA）、生长素（IAA）、脱落酸（ABA）和乙烯影响水稻茎（或节间）的伸长,其中赤霉素与水稻茎伸长生长的关系最密切。GA1是植物体内刺激茎伸长的至关重要的赤霉素, GA3已作为最常用的外源激素诱导水稻的节间伸长。水稻茎秆的伸长受激素浓度和敏感性的双重控制,激素浓度或敏感性任一方的改变都有可能导致株高的变异。赤霉素如此显著地促进茎的伸长可能与增加细胞分裂和促使细胞壁松弛有关。而生长素主要促进细胞伸长。植物激素促进水稻茎伸长的分子机理的研究已有较大的进展,预期这方面的研究和应用在未来几年内将有新的突破。     

藤本月季“安吉拉”花芽分化形态结构及内源激素变化研究

以藤本月季“安吉拉”为试验材料,通过石蜡切片、体视显微镜观察及内源激素的测定,研究花芽分化过程的形态结构及内源激素的变化,为花期调控、景观品质的提升及相关育种工作提供基础数据。藤本月季“安吉拉”花芽各部分分化顺序由外向内进行,分为5个时期,共历时30 d,首先是生长锥呈圆锥状突起的形态分化期;扁平生长锥周围出现5个突起,即为萼片原基分化期;萼片原基的内方分化出成轮状的多个花瓣原基,即为花瓣原基分化期;花瓣原基基部从上向下分化出多轮雄蕊原基,即为雄蕊原基分化期;扁平的生长锥顶端突起形成多个雌蕊原基,为雌蕊原基分化期。随花芽分化进程脱落酸(ABA)、细胞分裂素(CTK)浓度变化规律相似,均呈先升高再下降趋势,萼片原基分化期其浓度均显著高于其他时期;生长素(IAA)浓度呈逐渐上升的趋势;赤霉素(GA)浓度呈逐渐下降趋势。随花芽分化进程IAA/GA和IAA/ABA比值呈逐渐上升趋势,CTK/GA和(ABA+CTK)/GA比值在萼片原基分化期显著高于形态分化期。内源激素测定结果表明:ABA、CTK浓度在萼片原基分化期显著升高与花芽分化诱导有关,较低的IAA浓度以及GA浓度的降低有利于藤本月季“安吉拉”的花芽分化;萼片原基分化期CTK/GA和(ABA+CTK)/GA比值升高可能与花芽分化诱导有关,高水平的IAA/ABA和IAA/GA比值可能与花器官原基的进一步发育相关。     

甘蔗宿根萌发期內源激素变化与其宿根性的关系

采用酶联免疫法和茎基部取样的方式,以强宿根甘蔗品种‘新台糖22号’为对照,通过田间试验研究了同一组合(‘粤糖97-20’×ROC25)杂交后代分离产生的强宿根甘蔗品(种)系(‘云蔗06-407’、‘云蔗06-415’)和弱宿根甘蔗品(种)系(‘云蔗06-408’、‘云蔗06-416’)宿根萌发期内源激素含量的变化与甘蔗宿根性的关系。结果显示:(1)宿根萌发过程中,强宿根与弱宿根甘蔗茎基部IAA含量、ZR含量和ZR/IAA比值的变化波动大,但差异不显著。(2)强宿根与弱宿根甘蔗茎基部GA3和ABA含量、IAA/ABA和GA3/ABA比值的变化差异较大,其中ABA含量、IAA/ABA和GA3/ABA比值的差异显著,是与甘蔗宿根性关系密切的3个重要参数。(3)强宿根甘蔗ABA含量高于弱宿根甘蔗,而其IAA/ABA和GA3/ABA比值小于弱宿根甘蔗,且IAA/ABA和GA3/ABA比值随甘蔗宿根性的减弱而增大。研究认为,在宿根萌发期,甘蔗宿根性越强,ABA含量越高,IAA/ABA和GA3/ABA比值越小;而这3个重要参数均与ABA有关,进行甘蔗宿根性评价应着重参考ABA含量,同时结合IAA/ABA和GA3/ABA比值再进行深入分析鉴定。     

水稻茎伸长生长与植物激素

赤霉素（GA）,生长素（IAA）,脱落酸（ABA）和乙烯影响水稻茎（或节间）的伸长,其中赤霉素与水稻茎伸长生长的关系最密切。GA1是植物体内刺激茎伸长的至关重要的赤霉素,GA3已作为最常用的外源激素诱导水稻的节间伸长。水稻茎秆的伸受激素浓度和敏感性的双重控制,激素浓度或敏感性任一方的改变都有可能导致株高的变异。赤霉素如此显著地促进茎的伸长可能与增加细胞分裂和促使细胞壁松弛有关。而生长素主要促进细胞伸长。植物激素促进水稻茎长的分子机理的研究已有较大的进展,预期这方面的研究和应用在未来几年内将有新的突破。     

拟南芥IAA酰胺合成酶GH3-6负调控干旱和盐胁迫的反应

生长素是一种重要的植物激素, 几乎参与了植物所有的生命活动过程。GH3-6具有IAA酰胺合成酶活性, 催化氨基酸与IAA形成IAA的氨基轭合物, 发挥暂时或永久灭活IAA的作用。该文探讨了GH3-6基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)逆境适应过程中的功能。结果显示GH3-6基因受干旱、ABA和高盐的诱导表达。与野生型相比, GH3-6基因过表达突变体dfl1-D对干旱的抗性明显减弱, 叶片失水速率更快。在抗盐方面, dfl1-D也显著弱于野生型。在3种逆境(干旱、ABA和高盐)胁迫下, GH3-6基因的高表达抑制了逆境响应基因RD22、KIN1、RD29A和DREB1A的表达。而且在干旱胁迫下, dfl1-D中ABA的含量明显低于野生型。研究结果证明, 高表达GH3-6基因负调控拟南芥对逆境的抗性。     

铅对水稻植物激素含量的影响

目的:研究铅对水稻植物激素含量的影响.方法:以湘早籼24和八两优100为材料,通过盆栽试验,采用高效液相色谱法测定不同浓度铅处理下水稻根和叶中植物激素的含量.结果:在低浓度铅胁迫下,湘早籼24叶中GA1和CTK含量以及与ABA比值、八两优100叶中GA1和IAA含量以及与ABA比值均增加,两个品种根中GA1和IAA含量以及与ABA比值增加、而ABA含量均有降低趋势.在高浓度铅胁迫下,两个品种的叶和根中GA1、IAA和CTK含量以及与ABA比值均降低;根中ABA含量增加.两个品种叶中ABA含量均随铅处理浓度的增加而增加.结论:低浓度铅能促进水稻的生长发育,而在高浓度铅胁迫下,水稻的生长发育受到抑制,这些作用与其差异调节水稻体内多种植物激素含量和激素间比值有关.     

无花果花芽分化与内源激素含量的关系

在‘布兰瑞克’无花果花芽分化形态学研究的基础上,对花芽分化期无花果新梢第7或第8节位花芽中的玉米素核苷(ZRs)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA1 3)、生长素(IAA)4种内源激素含量的变化进行了探讨。结果表明,在无花果花芽分化阶段,GA1 3和IAA初期含量较高,后快速下降,后期稳定在较低水平;ZRs和ABA在初期含量较低,后大幅提高,后期稳定在较高水平。可见,较高水平的内源ZRs、ABA和较低水平的内源GA1 3、IAA,以及较高的ABA/IAA、ABA/GA1 3、ZRs/GA1 3和ZRs/IAA比值有利于无花果花芽分化。     

黄花倒水莲生长与内源激素水平动态变化关系研究北大核心CSCD

为探索黄花倒水莲春梢生理生化特性的差异以及不同内源激素的变化规律,该文对黄花倒水莲春梢的生长动态进行监测,采用间接酶联免疫吸附法(ELISA)测定脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、赤霉素(GA)、乙烯(ETH)和玉米素核苷(ZR)五种内源激素含量的动态变化,并对两者间的相关性进行分析。结果表明:(1)黄花倒水莲春梢生长发育过程可分为快速增长期(0~12 d)、生长转折期(16~20 d)和缓慢增长期(24~32 d)三个阶段。(2)内源激素ABA、GA、ETH和ZR含量在缓慢增长期显著高于快速增长期和生长转折期,IAA含量各时期差异较小。(3)春梢长、底部叶长和叶宽在快速增长期与ABA、GA、ETH和ZR含量呈负相关,且与ZR含量具有一定显著性,与IAA含量呈正相关;生长转折期,各指标与GA、ETH和ZR含量呈正相关,与GA含量具有一定显著性,与ABA含量呈负相关;缓慢增长期,各指标与五种内源激素含量均呈正相关,与IAA和ZR含量具有一定显著性。该研究结果为生产上利用外源激素调控黄花倒水莲春梢抽出以及生长提供了理论基础。     

穗花牡荆花芽分化过程中形态和生理指标变化

以穗花牡荆为研究材料,通过探究其花芽分化进程和生理特性,为花期调控技术提供成花机理。采用物候期观察和石蜡切片相结合的方法并测定花芽分化过程中相关生理指标,研究花发育过程中的形态和生理变化。结果表明,穗花牡荆花芽分化为一年多次分化型,其进程可划分为七个时期：未分化期、总轴花序原基分化期、初级分轴花序原基分化期、次级分轴花序原基分化期、小花原基分化期、花器官分化前期和花器官分化后期。同一植株不同位置花芽及同一花序中不同单花分化的进程不同,第一季花期后各阶段的花芽分化形态常存在重叠。花芽分化过程中不同时期叶片和花芽的可溶性糖和可溶性蛋白质含量均有上升下降的变化,总体上叶片中营养物质含量高于花芽保证营养供应。花芽分化过程中,IAA、ABA、CTK和GA3整体水平上先升后降有利于花芽分化进行。研究认为,花芽中大量的可溶性糖和蛋白质积累及较高的碳氮比,有利于穗花牡荆花芽形态分化顺利完成。低水平的GA3/ABA和IAA/CTK有利于花序的形成,ABA/CTK和ABA/IAA比值升高促进小花原基和小花萼片原基的分化, GA3/CTK、GA3/ABA和GA3/IAA比值升高促进花瓣原基、雄雌蕊原基发育。     

珍稀濒危植物珙桐种子休眠萌发过程中内源激素的变化

珙桐是我国特有珍稀濒危植物,休眠期长且具二次休眠现象。将处于休眠萌发过程中的珙桐种子依据胚根长度划分为4个阶段,利用高效液相色谱(HPLC)测定各阶段种子及其内果皮中ABA(脱落酸)、GA(赤霉素)、KT(细胞分裂素)、IAA(3-吲哚乙酸)4种内源激素含量,分析其比值动态变化,并与幼苗阶段进行比较。结果显示:未破壳种子的内果皮中内源激素含量以ABA最高,其次是GA、IAA、KT,随着种子破壳后四种激素含量显著降低。除ABA外,种子中GA、IAA和KT含量随着胚根的伸长逐渐升高,但仍低于幼苗阶段。此外,随着胚根伸长,种子中GA/ABA、IAA/ABA、KT/ABA比值逐渐增大,其中以GA/ABA的变化最显著。因此,珙桐种子的休眠和萌发可能主要受ABA和GA的平衡和拮抗来调控。     

Cloning and characterization of a root sunflower peroxidase gene putatively involved in cell elongation

A cDNA-encoding a peroxidase (Helianthus annuus POX (HaPOX)1) was isolated and characterized from the roots of sunflower seedlings. This gene exhibited homology with other peroxidases from several higher-plant species, and its expression in the root growth was particularly abundant during cell expansion. To elucidate the precise functions of HaPOX1 in sunflower root, we examined its expression pattern in response to several plant growth regulators. Expression of HaPOX1 is down-regulated by abscisic acid (ABA), whereas indole-3-acetic acid (IAA) induced its expression. These results suggest that HaPOX1 expression is differentially regulated by phytohormonal components of signaling cascades. Since IAA appears to participate in the regulation of HaPOX1 expression, we postulate that the peroxidase encoded by HaPOX1 may be involved in the reactions that promote cell elongation during the early stage of root growth.     

棉花花芽分化时期茎尖内源激素的变化

实验结果表明,从子叶展平后到肉眼可花芽（现蕾）,所测几种激素（ABA、IAA、GA3、iPA、ZR）的含量均表现出明显的动态变化,而且在花芽分化临界期表现出最显著的变化（出现高峰或出现低峰）。推测所测几种激素均与花芽分化有密切关系。其中ABA、GA3和CTK（iPA、ZR）在花芽分化临界期时,其含量变化均呈现出一个高峰;而IAA则在花芽分化临界期时出现一个低峰。经比较分析得知,随着花芽分化的进行,ABA/IAA、GA3／IAA、CTK／IAA均表现一个较明显的变化规律。即从子叶展平时起,其比值开始上升,到花芽开始分化时达到一个峰值,之后逐渐下降,并维持在一个较稳定的水平。显然,ABA／IAA、GA3／IAA、CTK／IAA在棉花的花芽分化过程中起着重要的调控作用。由此推测,增加植物体内的ABA、GA3、CTK的含量或降低IAA的含量,都可以促进棉花的花芽分化;反之则抑制棉花的花芽分化。