园艺学报 ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (7): 1843-1854.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0528
收稿日期:
2025-02-23
修回日期:
2025-04-18
出版日期:
2025-07-23
发布日期:
2025-07-23
通讯作者:
基金资助:
ZHOU Tian, LÜ Shuaili, HAN Han, LI Yujia, LIU Haiqiang, and LIU Yongzhong*()
Received:
2025-02-23
Revised:
2025-04-18
Published:
2025-07-23
Online:
2025-07-23
摘要:
对枳幼苗施加不同浓度(0、10、20、30 μmol · L-1)的外源独脚金内酯类似物GR24,测定生长指标、解剖结构和生理生化等变化,结合实时荧光定量PCR技术分析相关调控基因的表达,全面评估独脚金内酯对枳幼苗茎增粗生长的影响。研究发现枳幼苗茎的增粗生长和GR24浓度相关,只有20 μmol · L-1处理显著促进茎的增粗生长,主要表现为木质部宽度增加,次生细胞壁增厚及木质素、纤维素和半纤维素含量成分的积累,同时茎中内源激素独脚金内酯、生长素和赤霉素含量也显著增加。定量PCR分析表明,20 μmol · L-1GR24显著上调了生长素响应基因(ARF5)、木质部相关基因(KNAT1、STM、CAD)及形成层特异性基因(WOX4)的表达。研究结果表明20 μmol · L-1 GR24是通过促进次生木质部细胞增加和增强木质化过程,以及诱导生长相关激素增加而显著促进枳幼苗茎的增粗。
周天, 吕帅丽, 韩晗, 李雨佳, 刘海强, 刘永忠. 外源独脚金内酯对枳幼苗茎增粗生长的影响[J]. 园艺学报, 2025, 52(7): 1843-1854.
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图1 不同浓度GR24对枳幼苗的地径和苗高的影响 同一时间,不同小写字母表示在 P ≤ 0.05 水平处理间差异显著。下同
Fig. 1 Effect of different concentrations of GR24 on Poncirus trifoliata seedlings ground diameter and plant height Different lowercase letters at the same time indicate significant difference at P ≤ 0.05. The same in the following
基因功能归类 Category of gene function | 基因名称 Gene name | 序列ID Sequence ID | 引物序列Primer sequence(5′-3′) | ||
---|---|---|---|---|---|
正向引物 Forward primer | 反向引物 Reverse primer | ||||
独脚金内酯相关 SLs-related | MAX1 | Pt1g003810 | TTGGGATACCTGTATGGA | GAGGGAATGCTTCTGTTT | |
MAX2 | Pt2g005380 | ACCAACTGTCCGAAACTGA | AACGAGCCTACGACACCC | ||
IPA1 | Pt3g040320 | GGCGGAGATAACAAGCAC | CACCAGAACGGGAGAAAA | ||
生长素相关 IAA-related | ARF5 | Pt5g002170 | TGGCACATCTTCGAGTAA | ATCGCAGAGCATAGTTCA | |
ATHB8 | Pt1g004770 | ATGAGGGATGGTCTATGTT | AGAAGTATTGCTGGAGGC | ||
PIN1 | Pt1g010310 | AGAGGTGCCAGGTTGCTT | TTGATGGGCGTGGAGTTG | ||
赤霉素相关 GA-related | SLR1 | Pt6g004680 | TTACGGTGGCGGTAGTGG | TTGTGGGTACGCAGCAGA | |
DELLA | Pt2g018850 | GCGGGTTTGGGTTTAGAT | GCCGATGATAGGCTCAGATA | ||
木质部相关 Xylem-related | KNAT1 | Pt5g011400 | AGCCAAGATCATCTCCCA | TCGTAATAAGCCTCCATAA | |
STM | Pt2g013810 | CACTTCCCTCGCCTCTTG | CTGTCGGGCTTCCTTTGG | ||
CAD | Pt8g003710 | GGGTTCTCGTTGGTTGTT | CTCCAGAGGGTGATTTGC | ||
韧皮部相关 Phloem-related | NEN1/2 | Pt3g006130 | ATTGACTCGTTGGCATTG | CACATCTCCCACCTGTTC | |
NEN4 | Pt7g000360 | AGTTCGGAGCAATCGTAG | ATATTATGCCCTGCCCAC | ||
形成层相关 Cambium-related | OPS | Pt6g013590 | GACACTGGGTCAGCGAGAT | TAGCAGGAGACACCTTAGCA | |
WOX4 | Pt5g004640 | CTCACGCTTGGCTGTAAACG | GTTCGCATTCCTCCCCTGTA | ||
WOX14 | Pt7g020570 | TCAGTGCCAGACAGAGGT | AGGGAGGTTGCGTAAGTG | ||
KNAT6 | Pt4g006750 | CCGATGAGTTACTGTCTGCT | CTCCTACCTTCTGGCAAT | ||
BES1 | Pt5g003460 | AGGGCTCAGGGAAACTAT | ATGATGGAACTGGGCTTG |
表1 枳中激素和次生生长相关基因及其引物
Table 1 Hormones-related and secondary growth-related genes in Poncirus trifoliata and their primer sequences
基因功能归类 Category of gene function | 基因名称 Gene name | 序列ID Sequence ID | 引物序列Primer sequence(5′-3′) | ||
---|---|---|---|---|---|
正向引物 Forward primer | 反向引物 Reverse primer | ||||
独脚金内酯相关 SLs-related | MAX1 | Pt1g003810 | TTGGGATACCTGTATGGA | GAGGGAATGCTTCTGTTT | |
MAX2 | Pt2g005380 | ACCAACTGTCCGAAACTGA | AACGAGCCTACGACACCC | ||
IPA1 | Pt3g040320 | GGCGGAGATAACAAGCAC | CACCAGAACGGGAGAAAA | ||
生长素相关 IAA-related | ARF5 | Pt5g002170 | TGGCACATCTTCGAGTAA | ATCGCAGAGCATAGTTCA | |
ATHB8 | Pt1g004770 | ATGAGGGATGGTCTATGTT | AGAAGTATTGCTGGAGGC | ||
PIN1 | Pt1g010310 | AGAGGTGCCAGGTTGCTT | TTGATGGGCGTGGAGTTG | ||
赤霉素相关 GA-related | SLR1 | Pt6g004680 | TTACGGTGGCGGTAGTGG | TTGTGGGTACGCAGCAGA | |
DELLA | Pt2g018850 | GCGGGTTTGGGTTTAGAT | GCCGATGATAGGCTCAGATA | ||
木质部相关 Xylem-related | KNAT1 | Pt5g011400 | AGCCAAGATCATCTCCCA | TCGTAATAAGCCTCCATAA | |
STM | Pt2g013810 | CACTTCCCTCGCCTCTTG | CTGTCGGGCTTCCTTTGG | ||
CAD | Pt8g003710 | GGGTTCTCGTTGGTTGTT | CTCCAGAGGGTGATTTGC | ||
韧皮部相关 Phloem-related | NEN1/2 | Pt3g006130 | ATTGACTCGTTGGCATTG | CACATCTCCCACCTGTTC | |
NEN4 | Pt7g000360 | AGTTCGGAGCAATCGTAG | ATATTATGCCCTGCCCAC | ||
形成层相关 Cambium-related | OPS | Pt6g013590 | GACACTGGGTCAGCGAGAT | TAGCAGGAGACACCTTAGCA | |
WOX4 | Pt5g004640 | CTCACGCTTGGCTGTAAACG | GTTCGCATTCCTCCCCTGTA | ||
WOX14 | Pt7g020570 | TCAGTGCCAGACAGAGGT | AGGGAGGTTGCGTAAGTG | ||
KNAT6 | Pt4g006750 | CCGATGAGTTACTGTCTGCT | CTCCTACCTTCTGGCAAT | ||
BES1 | Pt5g003460 | AGGGCTCAGGGAAACTAT | ATGATGGAACTGGGCTTG |
图2 不同浓度GR24处理对枳幼苗茎基解剖结构的影响 红色:木质化;绿色:非木质化。Pi:髓;Xy:木质部;Ca:形成层;Ph:韧皮部
Fig. 2 Effect of different concentrations of GR24 on anatomical structure of the base stem of Poncirus trifoliata seedlings Red:Lignification;Green:Non lignification. Pi:Pith;Xy:Xylem;Ca:Cambium;Ph:Phloem
图3 不同浓度GR24处理对枳幼苗茎基木质部、形成层和韧皮部宽度的影响
Fig. 3 Effect of different concentrations of GR24 on the thickness of xylem,cambium and phloem of the base stem of Poncirus trifoliata seedlings
图 4 不同浓度GR24处理对枳幼苗茎中的次生细胞壁厚度的影响 A ~ D是独脚金内酯处理下茎基的木质部纤维电镜;E ~ H是A ~ D中方框区域的放大视图
Fig. 4 Effect of different concentrations of GR24 on the thickness of secondary xylem cell wall in the stem of Poncirus trifoliata seedlings A-D:TEM of xylem fibers in the base stem of plant with GR24 treatments;E-H:Higher magniffcation views of the areas in boxes in A-D
图5 不同浓度GR24处理对枳幼苗茎中的次生细胞壁厚度以及木质素含量、纤维素含量和半纤维素含量的影响
Fig. 5 Effect of different concentrations of GR24 on the thickness of secondary xylem cell wall,lignin contents,cellulose content,hemicellulose content in the stem of Poncirus trifoliata seedlings
图6 20 μmol · L-1 GR24处理对枳幼苗茎中的内源激素含量的影响 t测验,* 表示处理和对照差异显著(P ≤ 0.05)。下同
Fig. 6 Effect of 20 μmol · L-1 GR24 on endogenous hormone contents in Poncirus trifoliata seedlings stems t-test,asterisk(*)means signiffcant difference between GR24 treatment and control at P ≤ 0.05. The same below
图7 20 μmol · L-1 GR24处理对枳幼苗茎干激素相关基因表达的影响
Fig. 7 Effect of 20 μmol · L-1 GR24 on the transcript levels of hormone-related genes in Poncirus trifoliata seedlings stems
图8 20 μmol · L-1 GR24处理对枳幼苗茎干次生生长相关基因表达的影响
Fig. 8 Effect of 20 μmol · L-1 GR24 on the transcript levels of secondary growth-related gened in Poncirus trifoliata seedlings stems
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