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荔枝(Litchi chinensis Sonn.)胚胎发育的生理生化基础

陈伟

  荔枝胚胎的发育状况不仅和坐果率有密切关系,而且还直接影响到产量和果实的食用品质及加工品质。因此,研究荔枝胚胎发育的生理生化机制对于阐明荔枝胚胎发育过程中从基因到性状表达的规律,有着十分重要的理论意义,同时在荔枝品种的选育、调控果核大小、改善果实品质、提高坐果率和增加产量等方面亦有重要生产意义。本文选用绿荷包(胚胎完全败育品种)、乌叶(胚胎发育正常品种)和兰竹(部分胚胎败育,部分胚胎发育正常品种),在多胺及生物大分子、植物激素、酚类抑制物质及特异蛋白等方面,对荔枝胚胎发育的生理生化基础进行了较系统的研究。1 荔枝胚胎发育与多胺及生物大分子的关系荔枝胚胎发育与胚珠中3种多胺(PAs)含量及其比例变化关系密切。试验结果表明:正常发育的胚珠中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)的含量在胚胎发育的各个阶段均高于败育胚珠,并在花后7d即达到最高值,其中Put的含量最高,随后都呈下降趋势。但正常胚珠中Spm含量在花后22至31d(球形胚至心形胚发育阶段)均有所回升,而败育胚珠无此现象。败育胚珠中的Spd和Spm含量在胚胎败育期的下降速度显著大于正常胚珠,两者含量低以及在胚珠发育进程中较大的降幅与胚胎败育密切相关。n(Spd+Spm)n~(-1)(Put)和n(Spm)n~(-1)(PAs)比值低亦不利于胚胎发育。多胺合成高峰先于DNA和蛋白质,因而多胺可能通过调控生物大分子的合成影响胚胎发育福建农林大学博士学位论文摘要2 荔枝胚胎发育与内源激素的关系研究了绿荷包、乌叶和兰竹荔枝胚珠中内源激素和胚胎发育的关系,结果表明:绿荷包胚珠中ABA含量与n (AB)n“kAA+GA1月)和n(AB)n”’OTK八值在胚胎败育发生时期保持较高水平,IAA、GA;u和 CTK含量则在花后 7d迅速下降,井在败育期处于较低水平。乌叶胚珠中ABA含量在花后7d即急剧下降,其含量与以上两个比值在各个胚胎发育阶段均始终明显低于绿荷包,但前者的IAA、GA;+。和CTK含量在胚胎发育早期则远高于后者,其中尤以CTK含量差异显著。兰竹荔枝正常胚珠中 IAA、GAI+3和 ABA含量均在花后 7 d达到峰值,随后呈下降趋势;但 IAA和 GA+。含量在心形胚至鱼雷胚时期都有所回升,CTK含量在球形胚之前一直很高。败育胚珠中ABA含量在胚胎败育期保持较高水平,IAA和 GAI+3则降到最低点,CTK含量亦明显低于正常胚珠。兰竹正常和败育胚珠中 n (ABA n”‘*AA+GAIq)和n (ABA n’‘(CTK两个比值的变化规律分别与乌叶和绿荷包相似。乌叶和兰竹正常胚珠与绿荷包和兰竹败育胚珠的 ZRS、DHZRs和 iPAS含量变化有不同特点,并影响不同发育时期的胚胎发育。3 荔枝胚胎发育与酚类抑制物质的关系在荔枝胚胎败育发生期(22DA),以系统溶剂法从正常或败育胚珠中初步提取酚类抑制物质,通过TLC分离与纯化,用GC—MS联用仪进一步分离鉴定,井以标准品核对。本试验首次从荔枝胚珠中分离鉴定出酚类抑制物质对羟基苯甲酸(--usa)。生物活性测定表明,--usn是一种很强的生长抑制物质。在败育胚珠中其含量及IAA氧化酶活性均显著高于正常胚珠,IAA水平则明显低于正常胚珠(P(.of)。因此认为,-HBA参与了荔枝胚胎发育的调节,高含量的-HBA是通过促进IAA侧链的氧化并影响生长促抑物质的平衡而导致荔枝胚胎的败育。4福建农林大学博士学位论文摘要4 荔枝胚胎发育时朋的特异性蛋白质研究了荔枝胚胎蛋白质双向电泳技术,探索出一套可获得稳定、清晰的双向电泳图谱的方法。凝胶银染后,可分辨蛋白质斑点数约有300个,蛋白质等电点在3.5—9.5之间,大多在5.0—8.0之间,分子量在15—90kD之间,大多在25—70kD之间。应用改进的EF—SDS—PAGE技术比较分析了荔枝胚胎分化发育过程中蛋白质组的变化。结果表明,大多数蛋白质组分在各发育时期的图谱是相似的,体现了胚蛋白质组的稳定性。但不同发育时期蛋白质组分亦存在变化。本试验共发现了37DAA的43.7kD、pn.5:55kD、p19.4;42DAA的23.4kD、贝6.6;25.IkD、pI6.8;47DAA的 25.IkD、pIg.3;64.6kD、pts.9以及 52DAA的 22.4KD、PI6.8等7个在不同发育时期新出现的特异蛋白。32DAA图谱上的蛋白质点数最多,说明心形胚期基因表达十分活跃,42DAA图谱及随后各期的蛋白点数明显减少,说明鱼雷胚后期至子叶期基因表达不如前两期活跃。这与蛋白质含量的测定结果是一致的。荔枝胚胎发育过程中的蛋白图谱显示了蛋白质组的系列变化,也反映了荔枝胚胎发育过程中基因表达的特点。在不同批次的材料中,这些?……   
[关键词]:荔枝;胚胎;多胺;内源激素;酚类抑制物质;特异蛋白;胚胎发育
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:福建农林大学2000年