马尾松短枝腋芽休眠解除后形态与解剖学观察

为系统了解马尾松短枝腋芽休眠解除后的发育进程,对马尾松1年生长枝顶端进行截顶处理并定期取样,采用形态观测和石蜡切片法,观察了短枝腋芽发育成枝的生长过程。结果表明:在马尾松1年生枝上着生的短枝上(针叶束内),有一枚肉质状腋芽,直径约为针叶宽度的1/5,并有完整的分生组织。截顶处理后,腋芽休眠解除,分生组织被激活,周缘分生组织不断分化形成新的鳞叶。初期,腋芽发育较为缓慢,经过12 d才能分化出新的鳞叶;随后鳞叶分化速度加快,腋芽的纵向生长速度开始超过径向,第24天已发育为非肉质状鳞叶包裹的饱满的腋芽,并在腋芽下部鳞叶的叶腋处分化出针叶原基;第32天左右,腋芽已发育完全,然后开始抽梢。短枝腋芽先分化出鳞叶,再由鳞叶叶腋分化出针叶的发育过程,与长枝顶芽的发育相似。     

马尾松幼苗PmMADS4基因的克隆及表达分析

MADS-box家族基因编码的转录因子,在植物、动物及微生物的发育过程中起着重要调控作用,本研究从马尾松幼苗转录组测序结果中筛选到1条具有完整开放阅读框的MADS-box基因序列,设计特异性引物并克隆获得该基因,通过生物信息学方法分析该基因的序列特征、编码蛋白的理化特性、结构域以及进化关系等,并应用荧光定量PCR技术分析该基因在马尾松幼苗不同组织中的表达活性。结果表明,克隆得到的MADS-box基因开放阅读框为672 bp,命名为Pm MADS4。Pm MADS4编码223个氨基酸,含有MADS保守域和K-box次级保守域。蛋白质理论分子量为24854.15 kD,理论等电点为7.83;其蛋白质结构主要由大量的α-螺旋(58.74%)和大量随机卷曲(31.84%)构成;亚细胞预测该基因主要在细胞核(43.5%)、线粒体(17.4%)、高尔基体(13.0%)和细胞质(13.0%)中发挥生物学作用。系统进化分析显示,Pm MADS4属于MADS-box家族基因中MIKC型的GMADS分支。组织特异性表达分析发现,Pm MADS4在马尾松幼苗的顶芽和茎中高表达,表达量分别是根部的239倍和123倍;在根部、初生叶和针叶中的表达量相对较低,表明Pm MADS4可能广泛参与马尾松幼苗地上部分分生组织的发育过程。本研究结果为Pm MADS4基因在马尾松幼苗生长发育调控方面的深入研究提供了数据基础。