园艺学报 ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (2): 372-384.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0715
收稿日期:
2023-09-22
修回日期:
2024-01-06
出版日期:
2024-02-25
发布日期:
2024-02-26
通讯作者:
基金资助:
ZHAO Xiaobing1, SUN Keyi1,2, FAN Junmiao1,3, DING Jing1,*()
Received:
2023-09-22
Revised:
2024-01-06
Published:
2024-02-25
Online:
2024-02-26
摘要:
解析细胞分裂素和生长素的响应信号在番茄体内的动态分布,对从细胞水平阐明这两类激素的调控功能及作用机理具有重要意义。利用细胞分裂素响应启动子TCSn1驱动绿色荧光报告基因TCSn1::GFP(GFP)和生长素响应启动子DR5v2驱动红色荧光报告基因DR5v2::tdTomato(tdTomato),实时原位分析了番茄根、茎、叶、花和果实中细胞分裂素和生长素的响应信号,发现两种荧光在发芽3 ~ 7 d幼苗根冠的侧根冠、小柱起始细胞和小柱细胞及根伸长区的原形成层、基本分生组织和原表皮层,发芽5 ~ 10 d的茎尖分生组织,定植23和37 d植株茎段的维管束组织,定植32 d植株的幼嫩叶片,开花当天的花瓣和果梗,开花2 ~ 6 d果实的胚珠、胎座、小柱及表皮等组织/器官中均有分布。两种荧光的强度均在茎尖分生组织和果实胚珠中最高,并且具有类似的变化趋势:在发芽3 ~ 7 d的根冠和伸长区中先下降后有所恢复,茎段中37 d弱于23 d,发芽5 ~ 10 d茎尖分生组织和开花0 ~ 6 d果实中持续上升。本研究为番茄细胞分裂素和生长素响应分析提供了一个灵敏而稳定的可视化工具,并解析了两种激素在番茄不同器官中的分布与强度。
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ZHAO Xiaobing, SUN Keyi, FAN Junmiao, DING Jing. Visible Fluorescence Analysis of Cytokinin and Auxin Responses in Tomato[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2024, 51(2): 372-384.
图1 ‘Micro-Tom’番茄野生型(WT)和WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato(F1)的表型 A:发芽7 d;B:定植29 d;C:定植65 d。
Fig. 1 Phenotype of wild-type tomato‘Micro-Tom’(WT)and WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato(F1) A:Seven days after germination;B:Twenty-nine days after planting;C:Sixty-five days after planting.
图2 番茄WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato幼苗根冠响应细胞分裂素和生长素的荧光信号 Merge:明场和荧光叠加状态,蓝框为平均荧光强度统计区域;GFP:响应细胞分裂素的绿色荧光信号;tdTomato:响应生长素的红色荧光信号。误差线上的不同字母表示在不同取样天数间差异显著(P < 0.05)。下同。
Fig. 2 Cytokinin- and auxin-responsive fluorescence signals in root caps of WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato tomato seedlings Merge:the superposition of bright field and fluorescence,the blue box indicates the area for statistics of the mean fluorescence intensity;GFP:Cytokinin-responsive green fluorescence;tdTomato:Auxin-responsive red fluorescence. Different letters above the error bars indicate significant differences among the different sampling days(P < 0.05). The same below.
图3 番茄WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato幼苗根伸长区响应细胞分裂素和生长素的荧光信号 Pc:原形成层;GM:基本分生组织;Pt:原表皮层。
Fig. 3 Cytokinin- and auxin-responsive fluorescence signals in root elongation zones of WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato tomato seedlings Pc:Procambium;GM:Ground meristem;Pt:Protoderm.
图4 番茄WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato幼苗茎尖响应细胞分裂素和生长素的荧光信号 CZ:中心区;PZ:周缘区;OC:组织中心;RZ:肋状分生组织区;P:叶原基或原基起始点。
Fig. 4 Cytokinin- and auxin-responsive fluorescence signals in shoot apexes of WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2:: tdTomato tomato seedlings CZ:Central zone;PZ:Peripheral zone;OC:Organization center;RZ:Rib zone;P:Leaf primordium or primordium initiation site.
图5 番茄WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato植株茎段中响应细胞分裂素和生长素的荧光信号 VB:维管束;Pi:髓。白框所示为荧光分析取样区域。下同。
Fig. 5 Cytokinin- and auxin-responsive fluorescence signals in stems of WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato tomato plants VB:Vascular bundle;Pi:Pith. The white box indicates the area for the sampling of fluorescence analysis. The same below.
图6 番茄WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato定植32 d叶片和开花当天花瓣中响应细胞分裂素和生长素的荧光信号
Fig. 6 Cytokinin- and auxin-responsive fluorescence signals in WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2:: tdTomato tomato leaves at 32 days after planting and petals at anthesis
图7 番茄WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato开花的子房/果实中响应细胞分裂素和生长素的荧光信号
Fig. 7 Cytokinin- and auxin-responsive fluorescence signals in WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato tomato overies/fruits
图8 番茄WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato胚珠/胎座中响应细胞分裂素和生长素的荧光强度
Fig. 8 Intensity of cytokinin- and auxin-responsive fluorescence in WT × pTCSn1::GFP; pDR5v2::tdTomato tomato ovules/placentas
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