外源赤霉素对太子参块根中细胞分裂素含量 及其代谢关键酶基因表达的影响

目的]分析外源赤霉素(GA3)对太子参块根中细胞分裂素(CTK)含量变化及其代谢关键酶基因表达的影响,为研究太子参块根膨大发育机制提供理论基础.方法]将盆栽的太子参幼苗分成4组,其中3个处理组分别根灌150 mg/L GA3(GA3处理组)、20 mg/L多效唑(PBZ)(PBZ处理组)和150 mg/L GA3+20 mg/L PBZ(GA3+PBZ处理组)激素溶液各200 mL,对照组根灌等量清水,在不同块根发育期采集块根样品.运用酶联免疫吸附法(ELISA)检测不同处理时间太子参块根中内源玉米素核苷(ZR)的含量,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析CTK代谢关键酶基因的表达量变化.结果]在整个块根发育期,3个处理组太子参块根中的ZR含量总体高于对照组,且呈相同的变化趋势,即从膨大初期到成熟期ZR含量均呈升高—降低—升高的变化趋势,说明外源GA3和PBZ均能促进ZR含量的升高.在GA3处理组中,A-IPT1基因的表达量在膨大初期较对照组高,随着块根的膨大,其表达量呈先升高后降低的变化趋势,直至成熟期低于对照组;tRNA-DMATase基因的表达量在膨大初期较对照组低,随后不断上升高于对照组,呈先升高后降低的变化趋势;A-IPT2基因的表达量在整个太子参块根发育期略高于对照组,而CYP735A、CKX1和CKX2基因表达量均低于对照组.在PBZ处理组中,A-IPT1、tRNA-DMATase和CKX2基因的表达量变化趋势与GA3处理组相反.GA3+PBZ处理组A-IPT2、CYP735A、CKX1和CKX2基因的表达量均明显高于其他组,且与对照组的变化趋势相似.外源GA3可上调A-IPT1和tRNA-DMATase基因的表达水平,下调CYP735A、CKX1和CKX2基因的表达水平,结合ZR含量测定结果可推测CTK在块根膨大初期合成反式玉米素(tZ),而在成熟期合成顺式玉米素(cZ).结论]GA3调控CTK的合成和分解是一个动态过程,GA3抑制太子参块根膨大,可能与不同发育时期CTK的代谢有关.

Effects of exogenous gibberellin on cytokinin content variation in Pseudostellaria heterophylla root and metabolism key enzyme gene expression