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

作者：范业赓; 丘立杭; 黄杏; 周慧文; 甘崇琨; 李杨瑞; 杨荣仲; 吴建明; 陈荣发

来源：植物学报, 2019, 54(04): 486-496.

• 植物激素
• 赤霉素
• 基因表达分析
• 节间伸长
• 甘蔗

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。

• 单位
  广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所; 农业部